ביוספרה 2

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Biosphere 2

ביוספרה 2 (באנגלית: Biosphere 2), הוא מבנה שנבנה במטרה להיות מערכת אקולוגית סגורה ומלאכותית באורקל, אריזונה, ארצות הברית, על ידי ג'ון פולק אלן (John Polk Allen), יזם של ביוספרה חללית ושל תחומים אחרים. המבנה נבנה בין השנים 1987 ל-1989, והשתמשו בו כדי לבדוק האם וכיצד יכולים בני אדם לחיות ולעבוד בביוספרה סגורה, בעודם מקיימים ניסויים מדעיים. הניסוי בדק את השימוש האפשרי בביוספרות סגורות במושבות חלל, וכן איפשר את המחקר והמניפולציה בביוספרה מנותקת מהביוספרה כדור הארץ. ביוספרה-2 הוא חלק ממאמץ מתמשך להבנת הביוספרה של כדור הארץ וכן ניסיונות לקדם מסע לחלל של המין האנושי.

המערכת הכילה "גן עדן למעלה על גבי נושאת מטוסים למטה" - מעל היו ביומים שונים כגון מדבר, שונית ימית, יער גשם, יער ממוזג וכמובן שדות חקלאות, ומלמטה היה סבך עצום של צינורות ומערכות נוספות שנועדו לסייע בבקרה ובתפעול של מחזור חומרים שונים - ולחקות בכך את המחזורים הביו-גאו-כימיים בטבע. משתתפי הניסוי, 4 גברים ו-4 נשים, נאלצו לעמול קשה כדי לספק צרכים בסיסיים: כדי לאכול פיצה נדרשו פעולות הכנה של כמה חודשים של גידול חיטה וקציר שלה, גידול עגבניות, גידול וחליבה של עיזים, והכנת הגבינה עצמה. משתתפי הניסוי היו מדענים שבדקו את מצב הביוספרה המלאכותית ותפעלו אותה. הצוות כלל גם רופא שבדק את בריאות הנוכחים. אחד הקשיים היה חברתי שכן משתתפי הניסוי לא יכלו למשל לגעת באנשים אחרים וראו את קרובי המשפחה והחברים מבעד לזכוכית בלבד.

תוצאה מעניינת של הניסוי הייתה הדגמה של הקושי לחקות את התפקוד של מערכות אקולוגיות או "ההון הטבעי" של הביוספרה של כדור הארץ, עם הון מלאכותי שנוצר על ידי בני אדם בטכנולוגיה העכשווית של 1991. עם הוצאות כספיות של מעל 150 מיליון דולר, הצליחו שמונה אנשים להחזיק מעמד במשך שנתיים ו-20 דקות בביוספרה 2, אך נאלצו להכניס חמצן חיצוני למערכת בחצי השנה האחרונה בגלל ירידה לא צפויה ברמות החמצן באוויר. התברר כי בעקבות דישון יתר של האדמה, חמצן הגיב עם הבטון עליו נבנתה המערכת. כשמונה טונות של חמצן אבדו בצורה זו, מה שהוריד את רמות החמצן באוויר לרמה מסכנת-חיים. למרות שלא מדובר בבעיה מסובכת במיוחד (עם בידוד אחר של הקרקע ניתן היה להימנע ממנה - לא הייתה פה בעיה ביולוגית של התפשטות בלתי נשלטת של אצות באוקיינוס למשל) הדבר הוביל לפגיעה במטרות הניסוי. מובן שמושבת חלל אמיתית הייתה בבעיה אמיתית אילו הייתה יוצאת המערכת האקולוגית שלה מאיזון.

סיבוכים אחרים היו פציעה של אחד מחברי הצוות - שבמהלך הניסוי יצא לטיפול וחזר, וכן שימוש במאגר מזון חירום שתוכנן שלא ייעשה בו שימוש.

למרות מצב זה אין מדובר בהכרח בכישלון של המערכת והניסוי. הנסיינים הצליחו להחזיק מעמד במשך שנתיים מלאות, מה שאינו מובן מאליו. ושנית, מדובר במחקר שסייע רבות להבנת התנאים הדרושים לקיום מערכת ביוספרית סגורה, ואשר שלל חששות מפני בעיות רבות אחרות כגון התפשטות מוגזמת של פטריות או הדבקות במחלות מסכנות חיים. עם זאת, המחקר גם מדגים את המורכבות של המערכת ואת הקושי לקיים מערכת יציבה כאשר כמות המלאים נמוכה ביחס לכמות הזרם - כמות קטנה יחסית של חמצן - 8 טונות בסך הכל - הספיקה כדי ליצור משבר קיומי של המערכת. ראו נקודה 11 במאמר תריסר נקודות מינוף להתערבות במערכת.

לניסוי היו תוצאות המשך רבות ומגוונות כולל ניסיונות לגדל מערכות ביוספריות זעירות במעברות החלל, או לגדל צמחים על הירח.

נכון ליוני 2006, המבנה לא נשמר בסגירות הרמטית בה היה. הנכס שנמצא ליד פרברי טוסון, מיועד לפיתוח מחדש למגורי קהילה.

תכנון ובנייה

ביוספרה 2 תוכננה ונבנתה בין השנים 1987 ל-1991 על ידי "מיזמי ביוספרת חלל", Space Biosphere Ventures, מיזם משותף שמנהליו הראשיים היו הממציא John P. Allen בתפקיד Executive Director, ו-Margret Augustine המנכ"לית. עיקר המימון הגיע מהשותף הפיננסי של היוזמה, Decisions Investment של אדוארד באס (Edward Bass). הפרוייקט עלה כ-200 מיליון דולר בין השנים 1985 ועד 2007.

המתקן נקרא "ביוספרה 2" מתוך הרעיון לפיו זו תהיה מערכת ביוספרית עצמאית לחלוטין, בדומה לביוספרה של כדור הארץ.

מתקן הזכוכית נמצא ב-Oracle אריזונה בארצות הברית, למרגלות הרי Santa Catalina, במרחק שעה וחצי נסיעה מכונית מטוסון, בגובה 1,200 מטרים מעל פני הים.

המשלחת הראשונה

המשלחת כללה 4 גברים ו-4 נשים שחיו במתקן בין 26 לספטמבר 1991, ל-26 לספטמבר 1993. הצוות כללת את הרופא והחוקרRoy Walford ,Jane Poynter , Taber MacCallum ,Mark Nelson ,Sally Silverstone ,Abigail Alling ,Mark Van Thillo, ו-Linda Leigh.

המערכת החקלאית סיפקה 83% מהדיאטה הכוללת של המתיישבים, שכללה יבולים של בננות, פפאיות, בטטות, סלק, בוטנים, שעועית מסוג lablab ו-Cowpea, אורז, וחיטה. לא ניתן היה להשתמש בחומרי הדברה רעילים משום שאלה ישפיעו על בריאות המשלחת. במהלך השנה הראשונה שמונת אנשי הצוות דיווחו על רעב מתמשך. במהלך השנה השנייה, הצוות ייצר טונה עודפת של מזון, הצריכה הקלורית עלתה, והם העלו חלק מהמשקל שאיבדו בשנה הראשונה.

חברי המשלחת צרכו דיאטה דלת-קלוריות ועשירה בחומרי תזונה, שאותה חקר Roy Walford במחקרים על הארכת תוחלת החיים באמצעות דיאטה. במהלך השנתיים הצביעו סממנים רפואיים על כך שבריאות הצוות מצויינת. הם הראו אותו שיפור בריאות בנושאים כמו הורדת אחוז הכולסטרול בדם, הורדת לחץ הדם, וחיזוק המערכת החיסונית. הם איבדו בממוצע כ-16% ממשקל גופם, לפני שהגיעו להתייצבות ולעלייה במשקל בשנתם השנייה. מחקרים מאוחרים יותר הצביעו כי המטבוליזם של חברי הצוות הפך להיות יעיל יותר בהוצאת חומרי תשונה מהמזון שלהם, כאדפטציה לדיאטה שלהם.

כמה מן החיות המבוייתות שתוכננו לאיזור החקלאי במשלחת הראשונה כללו 4 עיזים מסוג Pygmy goats ועז אחת מסוג Billy goat מהאיזור המישורי של ניגריה, 35 תרנגולות ו-3 תרנגולים, שתי חזירות וחזיר אחד כמו גם דגי אמנון שגודלו במערכת בריכות אורז ו-Azolla שמקובלת מזה כ-1,000 שנים בסין.

נבחרה אסטרטגיה של "אריזת-מינים" כדי להבטיח שרשתות מארגי המזון והתפקוד האקולוגי ימשיכו לתפקד גם אם חלק מהמינים לא יחזיקו מעמד. איזור הערפל במדבר הפך להיות לח יותר בגלל התעבות ממסגרת המנבה. הסוואנה הייתה פעילה בצורה עונתית, הביומסה שלה נחתכה ונאזרה על ידי הצוות כחלק מניהול מאזן הפחמן הדו חמצני. מינים חלוצים של יערות הגשם צמחו במהירות אבל עצים במערכת זו ובסוואנה סבלו מהלבנה ומחולשה עקב מחסור בעץ תומך, שבדרך כלל נוצר עקב תגובה לרוח בסביבה הטבעית. באיזור הימי התרבו האלמוגים והצוות סייע לבריאות המערכת הימית על ידי קציר ידני של אצות מהאלמוגים, על ידי מניפולציות של רמות החומציות של המים כדי למנוע מהימים להפוך ליותר מידי חומציים, ועל ידי התקנה של Protein skimmer משופר כתוספת למערכת ה-Algae turf scrubber שהותקנה במקור כדי להסיר עודפי חומרי הזנה. איזור המגנרובים התפתח במהירות אבל עם כמות פחותה יותר של Understory ביחס ליער ביצות טיפוסי, אולי בגלל כמויות נמוכות יותר של אור.

ביוספרה 2 סבלה מרמות פחמן דו חמצני אטמוספרי שעלו וירדו באופן ניכר, ורוב מיני החולייתנים וכל החרקים המאביקים מתו. האוכלוסייה של חרקים מזיקים כמו מקקים, צמחה במהירות. בניסיון להתגבר על כך הוכנסו למערכת נמלים, בנוסף לשני מיני נמלי העצים שחיו בה קודם. בשנת 1993, הוכנסה למערכת בטעות מין של נמלה מקומית, Paratrechina longicornis והפכה למין השליט.

ראו גם

קישורים חיצוניים