建一个“新地球”可能么?庞大的实验工程,验证地球难以复制!
人类能离开地球生活吗?1987年 , 世界上开展了一项史上最昂贵的项目--生物圈二号 , 在近30年的时间里生物圈二号这个实验 , 成为了世界上最具影响力的科学实验 , 也是史上最著名的失败工程 。 刘慈欣的小说《流浪地球》也从生物圈二号中获得了一定启发 , 它是既阿波罗登月计划后 , 美国最激动人心的科学工程 。
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生物圈二号设计的最初目的是为了证明 , 封闭生态系统在外层空间支持和维持人类生命的可行性 , 也就是测试人类是否能在一个封闭的生物圈中生活和工作 , 同时也是探索未来的太空殖民中封闭生态系统可能的用途 , 之所以叫生物圈二号这个名字 , 是因为它的原始模型生物圈一号就是地球 , 生物圈二号的任务就是安排八名志愿者 , 四男四女进入系统内体验为期两年的封闭实验 。
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生物圈二号坐落在美国亚利桑那州图森市北部的奥拉克尔 , 有一个占地1.3万平方公里的钢架结构的玻璃建筑 , 大约有八层楼高 , 科学家们花了两年的时间建造了这个人造的封闭生态系统以及生态箱 , 那系统中有什么呢?可以说里面模拟了地球上所有的生态系统 , 沙漠、沼泽、荆棘林、雨林、热带草原 , 甚至是海洋都有 , 圈内还引入了约四千个物种 , 其中动植物约三千种 , 微生物约一千种 。
【建一个“新地球”可能么?庞大的实验工程,验证地球难以复制!】同时为人类居住配备了一个生活区和一个农业区 , 植物可以为动物生存提供所需的氧气和养料 , 动物为植物提供二氧化碳 , 泥土中的微生物可以分解动植物的尸体以及排泄物 , 而生活在里面的志愿者靠耕种作物饲养动物生存 , 这样不断循环 , 可以形成相对稳定的生态系统 , 这是一个完全与世隔绝的实验室 , 不但所有的门窗进行了密封处理 , 就连地面之下也浇筑了厚达两米的混凝土 , 这让生物圈二号的气密性非常高 , 年泄漏率不超过百分之十 , 只有太阳光可以通过玻璃建筑照进来 。
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而踏进生物圈二号的志愿者也不是随便挑选出来的 , 他们每个人都有自己熟悉的科学领域 , 比如生物学、海洋学、医学、心理学等 , 国籍也不同 , 分别来自墨西哥、尼泊尔、南斯拉夫、美国、英国这五国 。 按照设想 , 生物圈二号应该完全独立运行 , 能源来自试验场周边的太阳能电池板 , 氧气来自生物圈二号内的植物 , 而食物蔬菜则来自志愿者们经营的巨大农场 , 完全过着自给自足的生活 。
志愿者们遵守八小时工作制 , 上午用来维护这个生态系统的稳定 , 比如检查每一个小生态圈、种菜等等 , 下午就是进行科研试验分析 , 但他们还是能够用通讯工具跟外界联系 , 和亲朋好友通电话等等 , 他们的家人也可以隔着玻璃来探望他们 。 设想很美好 , 但事实是志愿者们很快遇到了粮食减产的问题 , 耕作区很大 , 但因为志愿者的种地技能不太好 , 他们种出来的麦子水稻总是不结籽 , 而且还有虫害干扰 , 因为要求封闭 , 所以杀虫剂、除草剂这些东西带不进去 , 只能用生物防治或者比较原始的方法来防虫害 , 但效果并不理想 。
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再加上那年的光照不足 , 直接导致了志愿者们体重大减 , 到最后只能靠红薯根充饥 , 和电影《火星救援》里靠土豆为生的日子相差无几 , 还有一个问题比较严重 , 差点危及志愿者的生命 , 从他们住进生物圈二号开始 , 圈内的大气就不太稳定 , 氧气含量一直在缓慢下降 , 二氧化碳含量则不断上升 。 从实验开始后的九个月内 , 生物圈二号的氧浓度从20.5%降到了16.95% , 三个月后 , 数值直接降到了14.5% , 已经是缺氧环境了 , 相当于地球上海拔四千米高度的空气含氧量 , 所有人都患上了高原反应 , 那氧气到底跑哪儿去了?
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实验结束后 , 研究人员才发现是混凝土出了问题 , 两米厚的混凝土面积达到了一万多平方米 , 所以细菌呼吸作用产生的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙产生了反应 , 生成碳酸钙才导致大量氧气的流失 , 不止是氧气降低 , 二氧化碳和氧化亚氮也几度超过了警戒水平 , 而且生物圈二号内的土壤、空气、海洋的比例与地球原本的比例也相差甚远 , 这是人工很难把握的平衡 。 到后来这个小地球可以说是乱作一团 , 高浓度的二氧化碳使得人造海洋中的酸度不断升高 , 大量鱼类和珊瑚类死去 , 生物圈二号内的25种脊椎动物最后只有6种活了下来 , 绝大多数昆虫灭绝 , 很多植物繁衍不了后代 , 降雨也失控了 , 人造的沙漠变成了丛林和草地 。
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