1991年,美国特意做了一个轰动全球的实验,把4男4女关在一起两年,再次打开房门,里边的情况直接让无数科学家傻眼了。 生物圈2项目源于1980年代末的太空探索构想,由私人资金支持,耗资约2亿美元建成一个占地3.14英亩的密封结构,包括雨林、海洋、沼泽、草原、沙漠、农田和居住区,引入3800种动植物。设计者希望通过光合作用维持氧气平衡,作物自给自足养活人类,测试火星殖民的可行性。参与者背景多样,罗伊·沃尔福德作为医学专家专注热量限制延寿研究,早年从芝加哥大学毕业后在加州大学洛杉矶分校任教,曾参与太空医学工作。简·波因特来自英国,系统科学背景,早年从事生态社区实践,精通水循环管理。塔伯·麦卡勒姆持有工程学位,早年开发航天模拟设备。马克·纳尔逊生态工程博士,曾在墨西哥湾设计废水净化系统。萨莉·西尔弗斯通系统生态学家,早年在热带农场管理作物。阿比盖尔·阿林海洋生物学家,早年采集珊瑚礁样本。马克·范·蒂洛比利时海洋生态专家,早年培育红树林。琳达·利生态学博士,早年研究雨林结构。这些人进入时携带专业工具,准备监测各项指标。 项目启动后头几个月,系统运行相对稳定,氧气水平保持在20.9%,作物初步收获提供热量摄入。参与者分工明确,沃尔福德负责健康监测,定期抽血化验。波因特维护雨林水系统,调整过滤参数。麦卡勒姆操作发电机,记录设备日志。纳尔逊检测土壤pH值,计算氮循环。西尔弗斯通管理80多种作物,记录生长数据。阿林测试海洋盐度,追踪鱼类。范·蒂洛记录沼泽生物多样性。利测量树木高度,分析热带动态。但从第四个月起,问题逐步显现,海洋区盐度升高导致鱼群死亡,传粉昆虫减少七成,作物授粉失败,小麦产量下降。到第十六个月,氧气降至14.5%,相当于高海拔环境,二氧化碳升至4000ppm以上。外部团队注入氧气,启动洗涤器控制气体,但内部争论加剧。食物热量先跌至1800卡路里,后勉强升到2200卡,仍不足维持体重,大家平均减轻20到30磅。甘薯成为主食,根茎产量低迷。 土壤微生物消耗氧气过多,混凝土墙吸收二氧化碳干扰光合作用,沙漠区湿度高引发入侵藤蔓生长。大部分动物灭绝,只剩蟑螂和蚂蚁繁殖,脊椎动物锐减。团队内部分裂,一派主张外部援助,一派坚持隔离,分配资源时发生冲突。项目设计忽略地球生态亿年演化平衡,复制环境虽精细却无法完全模拟自然调节。蜂鸟和狐猴活动减少,植物光合效率低下,整体系统脆弱性暴露。1993年9月26日门开启,八人走出时体重减轻,面色苍白。科学家分析数据,发现混凝土碱性反应固定二氧化碳,昆虫灭绝降低作物结果率,微生物爆发耗氧严重。这些问题虽导致使命中断,但揭示封闭系统挑战。 尽管第一使命未达预期,生物圈2提供宝贵数据,推动生态和太空研究。沃尔福德低氧环境生产力数据用于延寿研究,他继续热量限制工作至2004年去世。波因特和麦卡勒姆经验应用于NASA生命支持系统,他们创办公司开发航天技术。纳尔逊氮循环计算改善湿地净化,他出版书籍分享经验。西尔弗斯通作物规划影响可持续农业,她管理社区农场。阿林和范·蒂洛海洋监测启发酸化实验,阿林加入生态公司,范·蒂洛专注海洋工作。利雨林数据补充热带动态,她运营社区花园。第二使命于1994年3月至9月进行,仅七人参与,同样面临氧气和食物问题,但缩短时间减少风险。项目虽被媒体批评为失败,却暴露人类对地球依赖,提醒破坏雨林或污染海洋后果。 生物圈2现由亚利桑那大学管理,用于气候变化和生态模拟研究,如热带植物在高二氧化碳下停止额外吸收碳,珊瑚生长受海洋化学影响。早期设计未考虑混凝土固化吸氧过程,导致气体失衡,工程师从中吸取教训。项目证明小型封闭系统难以长期维持,需更大规模或技术调整。参与者回忆强调团队动态重要,隔离环境放大人际矛盾。实验虽未实现百年运行,但为火星栖息地设计提供参考,避免类似失误。外部管理争议曾影响信誉,1994年大规模裁员后转向学术导向。这些转变使生物圈2从商业项目转为科研平台,吸引500多万游客和学生。
