「生物圈2號」!30多年前 科學家為了製造模擬地球環境 將4男4女關在封閉空間讓他們生存 實驗結果如何?

美國曾經做過一個非常著名的實驗,叫做生物圈2號,在1991年當時,美國花費1.5億美元,在亞利桑那州圖森市大沙漠歷時8年,建造了一個完全密封的房子,占地12750平方公尺。

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這座建築面積12750平方公尺的人造世界裡,內部裝備了5種不同的自然生態環境:熱帶雨林、海洋、沼澤地、草原和沙漠。還有屏障以阻擋昆蟲入侵的區域——集約型農業生物區和人類住宅區。溫室中種植、放養了4000種不同的動物、植物和昆蟲。在這片農場土地上,種植著各種農作物。溫室中的其他植物有助於淨化室內的空氣,它們吸收氧化碳,提供氧氣和乾淨的水。除了生態群落區之外,還有兩個大氣擴張室(也稱作「肺」)組成。

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室內設有一個冷藏系統,它與室外的冷卻塔相配合對室內的空氣和水進行冷卻,還有一個5.2兆瓦的發電機提供整座循環系統所需的電力。

因為是打造一個封閉的生態系統,所有門窗都進行了嚴格的密封處理,就連地面之下也澆築了厚達兩米的混泥土,這讓生物圈2號的氣密性非常高,年泄漏率不超過10%。(在之前的類似科學試驗中,單日泄漏率為1%到10%)

「生物圈2號」實驗的目的是想通過研究植物、動物、昆蟲,空氣、土壤、人類和一個大型空氣調節系統在這座溫室中的相互作用及影響,更好地了解地球生物圈的運作規律。通過這個實驗,科學家想要確認人類能否再造一個新的地球,以及當我們在移民外星的時候能否構建一個新的生態系統,所以也有人稱它為「火星殖民地原型 」。

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與地球生物圈類同,生物圈2號在物質上閉環,通過工程手段禁止它與外界大氣和地下土壤進行物質變換。在能量上開環,允許太陽光通過玻璃結構供植物進行光合作用,同時引入電能供技術系統操作運轉。

在信息上也同樣開環,通過計算機系統、電話、攝像、電視與外界進行數據信息交換,並通過電視可以與外界工作人員及親屬進行面對面的交談,還可放映電影和收看商業電視節目。電能及熱控能源從外界通過氣密裝置輸送進來,當進行能量轉移時,不允許內外流體進行任何形式的交換或混合。

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個人房間

生物圈2號還被認為是繼登月計劃以後,美國實施的最令人激動的科學研究項目。一旦這個實驗成功,意味著人類將成為地球的「上帝」,擁有再造地球的能力,而且人類在移民外星的時候,也可以構建起人類生活的人工生態循環系統,滿足人類種群繁衍生息。

在生物圈2號建造完成之後,4男4女科學家被選中進入了生物圈2號,按照要求,他們需要在裡面無隱私封閉生活2年。

進駐的8位居民雖然事先花去幾年時間接受了相關培訓,擁有每年耗資百萬美元的技術支持,他們除了在裡面進行科學研究之外,還要一邊養雞養.鴨,耕種收穫,過著完全自給自足的生活。

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兩年中除了提供第一批包括種子在內的物品外,其餘的一切都需要他們自己解決。能源,取自太陽能,氧氣,由他們種植的植物製造,糧食,靠他們自己在裡面種地獲得,這些科學家還將在溫室里養雞、小型豬和羊,以得到雞蛋、奶和肉類。甚至包括裡面的氣溫和氣候,也是由他們的行為來影響、控制。

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他們所做的一切都是要保證這個微型人工生態循環系統的平衡,然而,沒有過去2年,這第21個月的時候,這些科學家就倉皇出逃,在2年期間,生物圈2號的大門還被開啟逾24次!

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因為生物圈2號和地球是不一樣的,地球是具有自調節的能力的,而生物圈2號並沒有,這些都需要它們來去設法控制,從而完成系統的調節和平衡。

比如他們想多吃點肉 , 必須多養動物 , 而動物過多 , 糧食和飼料會緊張 , 氧氣的消耗會增加 , 空氣 中二氧化碳濃度會升高那麼他們自身的生存就會受到很大影響 。 這一切都需要科學家們做出周密的計劃和細緻的安排 。

所以,在入住之後,各種各樣的問題仍然接踵而至。比如技術問題(含氧量開始下降)、人與社會問題、生物問題(過分簡化)、管理問題等。

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他們首先面對的,便是極度影響生活質量的糧食減產。蟲害猖獗更是無法遏制,到最後的日子裡,他們只能靠食紅薯根充飢,甚至有些時候,只能吃種子為生。

另外,圈內的大氣就一直處於不太穩定的狀態,最終志願者們的生命可謂岌岌可危。所以,這8位科學家才會想要出來,出來之後,這8位科學家平均瘦了11公斤,面孔瘦削、憔悴。

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這個實驗的結果表示人類無法再造出一個新的地球,而且如果人類想要星際移民,以人類目前的科技水平,打造一個符合人類生活的生態循環系統。這也警醒了人類——我們必須要愛護地球。

其實生物圈2號之所以失敗,是因為生物圈2號其實就是一個別樣的永動機,想要希望在封閉的物質系統內,依靠外界能量的輸入,實現物質的自循環。這就註定了只能失敗。

因為按照熱力學定律,物資的回收率不可能是百分之百。每個循環都會有垃圾產生,參加循環的物質越來越少,最後使系統崩潰。這個實驗宣告了第三類永動機的失敗。


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