為了太空探索, 美國人構建出了一個封閉的,完全自給自足的地球結構. 結果如何呢？

大家好 歡迎來到玄乎神乎 我是小蘭 我是清風 1969年 一羣有夢想的年輕人聚集在新墨西哥州的協同農場 他們在冶金採礦工程師兼企業家艾倫的帶領下 構想出一個人工生物圈 目的是要複製出一個地球的生態環境 以便將來能夠把它用在太空探索領域 這就是著名的生物圈二號實驗 在我們開始這個話題之前 還是先提醒您按下訂閱按鈕和旁邊的小鈴鐺 這樣您就不會錯過我們的精彩節目了 其實艾倫關於這個生物圈二號的想法 部分靈感是來自1972年的一部電影 叫《Silent Running》 那這部電影是以環境為主題 講述世界末日的內容的 電影中描述了地球上所有的植物生命都在滅絕 一羣人試圖在溫室形狀的圓頂中 保存盡可能多的標本 那這個圓頂是和土星的軌道外的一艘大型宇宙飛船相連的 那基於這個電影情節 艾倫就設想了一個封閉的 完全自給自足的一個地球結構 那他覺得可以把它作為在月球或者火星上 建立殖民地的一個測試模塊 實際上他們一開始並不知道怎麼去做 但是邊做邊學是艾倫的哲學 而且也出乎他們自己的意料 就是沒有想到他們真的走的很遠 看來人類真的有可能會像預言中說的那樣 要移民火星了 1991年8名志願者進入了生物圈2號 他們在完全不與外界接觸 也不能得到外界幫助的情況下 計劃進行為期2年的實驗 根據當時媒體的報導 這項實驗被稱為是 人類有史以來最大的完全封閉的 自我維持的生命支持系統 對 那對於生物圈的概念 相信很多人還不清楚 其實我也是最近才完全搞明白的 生物圈一詞是由奧地利地質學家 愛德華·蘇斯在1875年提出的 不過生物圈理論的真正創始人 應該是俄羅斯科學家弗拉基米爾·維爾納斯基 他說生物圈是自給自足的一個生命生態網 它在地球上形成了一層皮膚 給地球上的生命提供了生存的環境 那生物圈存在的基本條件 就是首先必須要獲得太陽充足能量 第二要有大量的液態水 第三要有適合生命活動的溫度 第四就是要有生命物質所需的各種營養元素 包括氧、二氧化碳、氮、鉀、鈣、鐵等等這些元素 對 也就是生物圈二號 一定要具備您剛才所提到的這些條件 那生物圈二號是為了將來進入外太空做實驗 那有人就問了生物圈一號又是什麼呢 就是我們地球本身 生物圈二號位於美國的亞利桑那州 佔地3.14英畝 是一個人工的 有史以來最大的封閉式的生態系統 據說花了7年的時間建造的 最初是為了展示封閉生態系統的可行性 來支持和維持人類在外太空的生活 這是一項為期2年的封閉試驗 當時是由8名志願者組成 4男4女 5名美國人、2名英國人還有1名比利時人 其中包括1名植物學家、1名海洋生物學家還有1名醫生 對啊 這是一個耗資1.5億美元的實驗 那看上去是很漂亮 整個的這個建築融合了玻璃瑪雅金字塔的形狀 還有閃閃發光的白色圓頂和拱形房間 那它模擬地球的這個生態環境完全都一樣 裡面有森林、海洋、沙漠、實驗室 還有動物、還有回收系統 特別全 這裡有7個生物羣區域 其中包括1900平方米的熱帶雨林 850平方米的帶珊瑚礁的海洋 450平方米的紅樹林濕地 1300平方米的草原 1400平方米的沙漠 還有2500平方米的農業系統 還有供人居住的這個生活空間、實驗室和工作間 而它的地下是一個巨大的基礎設施 對 生物圈2號的這個地上結構 它是由鋼管和高性能玻璃鋼架組成的 而在地下它有一個非常複雜的系統 那這個系統是用來調節內部溫度的 製冷是最大的能源需求 但是冬季他們還必須要提供暖氣 封閉的這個循環管道和這個空氣處理器 是能源系統的關鍵部分 所以他們使用天然氣和備用發電機 還有安冷水機和水冷卻塔 總之就是要給這個整個實驗基地提供電力和冷熱水 它這一切的設計和硬件設施聽起來是挺完美的 其實這8個志願者他們在裡面的生活也挺有意思 我們不妨也來說說他們的故事 2018年一名志願者Mark Nelson 他本人也是個生態學家 他在達特茅斯大學的校友雜誌上發表了一篇文章 講述了他們在生物圈2號中的生活 他說他們的生活就像宇航員一樣 每天有很多的任務要完成 他們每個人每週工作5天 除了睡眠時間 每天要拿出四分之一的時間做農活 你知道嗎 他們種植了80種農作物 就是為了維持他們平時的日常生活的 還有20%的時間是用於研究和維護 19%的時間他們要撰寫報告 另外做飯也佔了12%的時間 生物羣落管理佔了11% 畜牧業佔9% 剩下的4%的時間 都是在做媒體採訪 還處理一些雜事 還有一點 就是生物圈2號裡有大約3000種動植物 因為不能使用化學殺蟲劑 所以他們就用瓢蟲等生物來防治害蟲 他們進口了4種有益蟑螂來回收有機物 不幸的是 後來那些蟑螂就像螞蟻一樣 數量驚人 對 蟑螂繁殖的可快了 對 對農作物是造成了威脅 當然了 儘管不能使用化肥或者是殺蟲劑 他們的農場還是世界上產量最高的 對 他們的醫生每天給他們檢測一下卡路里的攝入量 還有經常給他們做各種檢查 醫生稱他們的膳食為健康飢餓飲食 聽著挺奇怪的 他們喫的都是高蛋白低熱量的食物 Mark就說他掉了25磅 有時候太餓了 連那個花生的殼都給喫了 他們的飲食雖然都是高營養的 但是所有人的體重都減輕了 卡路里的攝入量倒是增加了很多 想要減肥的人可以參考他們的飲食結構 對 也許是因為缺氧的原因 這8個人都患上了一種 心理學家稱之為非理性對抗綜合症 也就是說他們分成了兩組 每一組4個人 針對項目的發展方向和管理層的問題 他們就發生了很大的爭執 他們中有一個人後來回憶說 我對另一組的人非常冷漠 從他身邊走過的時候 我甚至都不想看他一眼 雖然沒有打架 但有人抱怨說他被吐了兩次口水 你知道嗎 這就看出來了 有人就有矛盾 這將來要是上了外太空 還不定打成什麼樣呢 是啊 那一切的設計和硬件設施 聽起來都是挺完美的 而且裡面還配備了 極其豐富的有機土壤 這8個人住在這個完全封閉 但充滿能量的環境中 應該是很好 可是誰也沒有想到 肥沃的土壤是導致實驗 變得很難繼續下去的主要原因 因為這些有機土壤代謝太活躍了 本來是可以靠那些海藻和綠色植物 來吸收光的能量 然後再把二氧化碳和水合成 轉變成有機物 並且釋放出氧氣來 可是沒有想到 土壤中的微生物產生二氧化碳的速度 比設施內的綠色植物通過光合作用 產生氧氣的速度要快 所以這個空氣中氧的含量就迅速下降 對啊 這個Mark Nelson他就說 僅僅幾個月的時間 他們就意識到氧氣含量在下降了 後來他說這個氧氣的含量 從20.9%下降到14.2% 相當於人生活在15000英尺 也就是4500多米的這麼一個海拔高度 就是大腦老缺氧啊 對啊 他們中有一半人有明顯的高原反應 包括睡眠時呼吸暫停 有一天這個Mark本人他說 他感覺他的大腦都無法工作了 連加個數他都算不出來了 那個時候大家都認為 他們已經處在了一個危險的臨界點了 所以他們就決定把這個情況 通知外面待命的醫療團隊 結果很快氧氣被送了進去 這對他們來說 就像是讓他們重生的一個呼吸器一樣 大家是瘋狂的奔跑 有一個人說 他說我覺得我已經90歲了 就覺得該死了 一得到這個氧氣以後 他說我現在又回到了少年時代 我意識到我已經好幾個月 我都沒有看到有人跑步了 絕處逢生了 對啊 有專家說這個實驗在工程方面 取得了巨大的成功 但作為可持續的行星生態模擬系統 卻是失敗了 實驗存在著很多的問題 生物圈二號在最初的兩年實驗中 一共打開過30多次 本來是不可以打開的 對啊 那它主要是因為內部氧氣成分太低了 所以必須要輸送氧氣給他們 同時也給他們提供了一些補給品 其實這個缺氧的問題 在他們的第二次實驗裡 已經完全解決這個問題了 是解決了 不過也有人認為 生物圈二號是自肯尼迪總統 將人類送上月球以來 在美國開展的最激動人心的科學項目 那對於參與這個實驗的8名志願者來說 他們的感受最真切 Mark就說實驗結束以後 當回到真正的這個現實生活以後 他就意識到 以前的世界是沒有垃圾 沒有包裝 也沒有帶來污染的汽車 也沒有凡人荒謬的事情 他認為生物圈二號中的一切 都是有道理的 原始生物圈專家Linda Lee 她曾經就說過 在這樣一個封閉的環境中 你會情不自禁的意識到 你的每一個呼吸 你喝的每一口水 和你喫的每一口食物 你可以清楚的看到 它們會很快就會循環回來 對啊 在一個這個封閉的小世界裡 不管什麼 它都會很快的就回收了 再轉化為一個新的物質 早些時候 這個生物圈二號的項目 被宣傳為拯救世界的項目 後來就有人嘲笑他們 說他們是在搞這個偽科學噱頭 不過在2003年的時候 生物圈二號被美國探索頻道 提名為二十世紀第三大工程成就 對啊 但是不管是什麼樣的評論 對於參與者來說 他們的感受最深 Mark就說 遺憾的是 我們在生物圈中學到的很多東西 並沒有得到媒體的推廣 Mark認為 人類可以解決自己的這個 造成的問題 就像我們剛才提到的 垃圾啊 污染啊 這些問題應該是能解決的 他說生物圈二號的這個經歷 也告訴我們 每一個行動 無論多麼小 都很重要 我們都是生物圈 或者說身體和靈魂的一部分 其實關於生物圈二號的實驗 我倒是有一個體會 就是我們確實應該珍惜地球上的一草一木 因為沒有它們 我們人類也無法在這個地球上生存下去 Lindley說 如果我們沒有看到綠色的光合作用 我們會感到恐慌 我想知道沒有那些植物 我的氧氣從哪裡來 對啊 地球上的一切 不管是人還是植物 它都是在一個大的系統中循環 互相依存 誰也離不開誰 玄乎!神乎!大千世界