De ce oamenii de știință au numit stația Biosphere 2. Proiectul este „biosferă”, un paradis care a izbucnit

Experimentele privind crearea de sisteme ecologice închise în scopul susținerii vieții umane (pentru lucru în spațiu sau în condiții climatice extreme pe Pământ sau, să zicem, salvare în cazul unei deteriorări accentuate a condițiilor de viață de pe planetă) au fost și sunt în curs de desfășurare. efectuate în diferite țări, inclusiv în a noastră. Probabil cea mai spectaculoasă și vizuală dintre ele a fost realizată în 1991-94 în Arizona și a fost prima încercare la scară largă de a modela procesele care au loc în ecosistemele naturale ale Pământului. Pe o suprafață de un hectar și jumătate a fost construit un complex ermetic de mai multe clădiri și sere, în interiorul căruia, pe lângă spațiile rezidențiale și tehnice, au fost simplificate 5 biomi: pădure tropicală, recif oceanic, deșert. , estuar de savană și mangrove, precum și o agrocenoză pentru creșterea hranei și a animalelor. Toate acestea împreună trebuiau să funcționeze ca un ecosistem complet închis (doar fluxul de energie era asigurat din exterior, dar pentru ecosistemele terestre vine și din exterior - de la Soare), asigurând existența autonomă a 8 persoane timp de câțiva ani.

Fotografiile de la construcția „Biosphere 2” amintesc în mod clar de imaginile despre crearea planetei din filmul „The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy”

În total, aproximativ 3.000 de specii de animale și plante au fost închise într-o seră gigantică, a cărei compoziție a speciilor a fost selectată pentru a simula cel mai bine ciclul biosferei de substanțe, inclusiv producția și descompunerea materiei organice, inclusiv descompunerea naturală a deșeurilor umane.

Pentru a compensa scăderile de presiune din complex din cauza schimbărilor de temperatură zilnică, într-o cupolă separată a fost instalat un dispozitiv poreclit „plămâni” - un disc uriaș de aluminiu care se ridică și se coboară conectat la pereți cu o membrană flexibilă de cauciuc. Compensatorul nu a împiedicat atât de mult distrugerea structurilor cu o diferență critică de presiune, ci mai degrabă a minimizat schimbul de gaz al „Biosferei-2” cu atmosfera Pământului prin microfisuri în structură - este aproape imposibil să sigilați în mod ideal o cameră atât de imensă. , iar pierderile (sau afluxul) cresc odată cu creșterea gradientului de presiune între mediul extern și cel intern. Volumul total al atmosferei complexului a fost de aproximativ 204.000 de metri cubi, schimbul cu atmosfera terestră pe unitatea de timp a fost – special măsurat – de 30 de ori mai mic decât scurgerea de aer de la Naveta Spațială în spațiu.

Pe 26 septembrie 1991, cercetători voluntari - patru bărbați și patru femei - au închis ușile ermetice în urma lor și experimentul a început. Comunicarea cu lumea exterioară era asigurată doar prin internet și telefon și prin privirea prin pereții de sticlă.

Ultimul cadru este modern, așa că monitoarele CRT sunt intercalate cu monitoare LCD. Dar a fost făcut în aceeași cupolă care este vizibilă pe KDPV.

Primele săptămâni ale experimentului au arătat că recrearea echilibrului natural nu este o chestiune atât de simplă. Nivelul de oxigen a început să scadă cu aproximativ 0,5% în fiecare lună. Și nu s-a dovedit că experimentatorii au calculat incorect numărul de „coloniști”, suprapopulând stația, ci în proliferarea neprevăzută a microorganismelor - au umplut literalmente culturile, savana și pădurea, distrugând răsaduri și schimbând ecosistemul pentru a se potrivi lor, indiferent. a planurilor umane. Apropo, omenirea se confruntă deja cu problema microbilor din spațiu, de exemplu pe ISS, unde micii nenorociți care se înmulțesc activ în colțurile greu accesibile chiar dăunează mecanismelor, dăunează polimerilor și organicii, promovând coroziunea metalelor, formarea de biofilme și „cheaguri de sânge” în conducte și sisteme de regenerare a apei.

A doua problemă a fost macroorganismele. Datorită faptului că lanțurile trofice ale ecosistemelor artificiale din „Biosfera-2” s-au dovedit a fi incomplete și reduse, insectele și alte nevertebrate au început, de asemenea, să se comporte nu așa cum au fost planificate, ci după cum le-au plăcut. Din anumite motive, polenizatorii au început să se stingă, iar numărul altor creaturi, în absența inamicilor naturali, a început să crească necontrolat, transformându-le din ajutoare în dăunători. Totodată, au fost descoperite și efecte secundare neașteptate - gândacii, de exemplu, și-au luat rolul de polenizatori, dar acest lucru nu a ajutat prea mult: au încercat să devoreze recolta produsă cu ajutorul lor, consumând și oxigen prețios în acest proces.

Situația a fost complicată de faptul că pesticidele nu au putut fi folosite în experiment - nu din motive etice, ci pentru că procesele de auto-purificare în ecosisteme atât de mici și chiar închise sunt foarte lente, ceea ce înseamnă că otrăvirea chimică a tuturor locuitorilor. , inclusiv oamenii , ar fi inevitabil.

Zambilele de apă au fost folosite și pentru purificarea apei (în prim plan)

Drept urmare, „coloniștii” (deși la câteva săptămâni după începerea experimentului erau deja 7 dintre ei - unul dintre participanți a părăsit proiectul din cauza unei răni) s-au confruntat nu numai cu lipsa de aer, ci și de hrană. A fost necesar să se mărească densitatea semănării cerealelor și, în plus, să se planteze mango și papaya în pădurea tropicală. De teama dăunătorilor din lumea exterioară, au fost livrate 40 de gecoși și 50 de broaște râioase.

Introducerea de mango și broaște râioase, în principiu, nu a contrazis condițiile experimentului - a fost, ca să spunem așa, o corectare a calculelor inițiale. Dar când conținutul de oxigen a scăzut de la 21% la 15% - ca la o altitudine de 4 km - organizatorii experimentului, în secret din partea publicului, au recurs la „înșelăciune” directă: au început să pompeze oxigen în complex. Geckos, de asemenea, nu a salvat situația: în fiecare zi a fost necesar să petreceți mult timp colectând manual dăunători, dar acest lucru nu a ajutat să faceți față crizei alimentare, iar apoi produse au fost adăugate la oxigenul „de pe continent” (aceste fapte au fost ascunse și au fost expuse ulterior).

În timpul experimentului au fost descoperite și alte circumstanțe neprevăzute. Unele sunt pur și simplu interesante: de exemplu, dimineața ploua în sere: umiditatea s-a condensat pe acoperișul de sticlă și a căzut dimineața, ca urmare, la ceva timp după începerea experimentului, „deșertul” a devenit al doilea. „savana”.

Printre problemele neașteptate, merită remarcată lipsa vântului: se dovedește că, pentru dezvoltarea normală, copacii au nevoie de balansare regulată, fără aceasta țesuturile mecanice ale lemnului nu sunt suficient de dezvoltate - copacii au nevoie și de antrenament! Fără vânt, trunchiurile și ramurile copacilor Biosphere-2 au devenit fragile și s-au rupt sub propria greutate.

Spre deosebire de vânt, creatorii au prevăzut factorul valurilor pentru funcționarea deplină a „oceanului” și „estuarului” - un mecanism special a creat mișcarea apei. În timpul experimentului, coralii au produs 85 de colonii fiice. Cu toate acestea, mulți alți locuitori ai „oceanului” și ai altor biomi s-au stins sau au scăzut în număr.

Destul de repede, problema compatibilității psihologice a apărut cu forță. Drept urmare, echipa de oameni blocați în mod constant în compania celuilalt s-a împărțit în două grupuri opuse. Detaliile nu au fost dezvăluite, dar, scriu ei, foștii participanți la experiment evită până astăzi să se întâlnească cu membrii „tagărului opus”. Factorul este binecunoscut; multe reality show-uri se bazează pe el, dar acest lucru a interferat foarte mult cu desfășurarea unui experiment dedicat unui subiect complet diferit. Și toate acestea s-au întâmplat în condiții de comunicare constantă cu lumea exterioară, posibilitatea de ajutor de la un psiholog etc. - și cei mai mulți dintre noi nu pot decât să ghicească ce forme le poate lua antagonismul care apare în mod neașteptat într-un grup mic într-o colonie complet autonomă.

Ca urmare, pe 26 septembrie 1993, experimentul a trebuit să fie întrerupt. În 1994, a fost făcută o a doua încercare, în urma căreia sponsorii au abandonat proiectul, recunoscând că experimentul nu a adus rezultatele așteptate și au transferat complexul la Universitatea Columbia. În 1996, au decis să oprească experimentul și să elimine oamenii din structură, deoarece nu au putut rezolva problema nutriției și menținerea unei compoziții constante a aerului. Cercetările în biosfera artificială au continuat, dar fără subiecți umani și fără un regim autonom strict. Unii biomi au devenit accesibili excursioniștilor, iar în fotografiile de la astfel de excursii se poate observa starea tristă actuală a biosferei artificiale:

În 2005, „Biosphere-2” a fost scos la vânzare și, din câte am înțeles, este încă de vânzare până în zilele noastre.

Acest experiment poate fi numit un eșec, dar nu fără rezultate. Desigur, în timpul implementării și lucrărilor ulterioare, au fost obținute o mulțime de date care vor fi utile (și sunt deja utile) în studii ulterioare de acest fel. În general, putem spune că calea către crearea unor ecosisteme complet autonome și reglate cu succes capabile să asigure existența, să zicem, a coloniștilor pe o altă planetă rămâne un drum lung. Cu toate acestea, la naiba cu ei, cu coloniștii - „Biosfera-2” este unul dintre exemplele izbitoare când investițiile în cercetarea tehnologiei spațiale ajută în cele din urmă la îmbunătățirea vieții aici pe Pământ.

Și a doua concluzie „inversată” din această poveste fascinantă: nu vom putea cuceri spațiul până nu vom învăța să păstrăm, să restaurăm și să reglementăm mediul de pe Pământ. Nu suntem încă capabili să stabilim așezări autonome pe termen lung pe orbită și pe alte planete, iar problema nu este deloc în finanțare și puterea motorului: nu avem încă cunoștințele și experiența necesare pentru a crea un mediu de susținere a vieții. Iar „salvarea în spațiu de la un dezastru ecologic” este în general un oximoron, ca un pătrat rotund.

Ministerul Educației și Științei al Ucrainei

Abstract

Curs: „Fundamentele ecologiei”

Departamentul: „Ingineria Ecologiei și Siguranța Muncii” pe tema: „Biosfera-2”

Finalizat:

elev de grup

Gritsan Olga

Verificat:

asistent Turishchev V.V.

Dnepropetrovsk

Introducere 3

1. Un experiment american neobișnuit - „Biosphere-2” 4

2. Noua viață a „Biosphere-2” 8

3. „Acvarii eterne” 10

Concluzia 11

Lista surselor utilizate 13

Introducere

În fiecare an, impactul civilizației asupra mediului devine mai mare și consecințele acestui fapt devin din ce în ce mai puțin previzibile. Ne confruntăm din ce în ce mai mult pe noi înșine și nu numai sub formă de aer poluat, râuri și sol otrăvite, acum oamenii de știință vorbesc despre consecințele globale pentru întregul nostru Pământ.

Din ce în ce mai mult, auzim despre creșterea nivelului de dioxid de carbon în atmosfera Pământului și efectul de seră asociat, care poate provoca încălzirea globală și topirea gheții arctice și antarctice, creșterea nivelului oceanelor și inundarea multor terenuri. Vorbim despre cum să prezicem impactul factorilor asociați cu activitățile umane asupra biosferei Pământului nostru.

Trebuie remarcat faptul că termenul „biosferă” în sine a fost propus de un om de știință rus, academicianul Vladimir Vernadsky. „Suprafața planetei noastre, biosfera ei separă Pământul nostru de mediul său cosmic... Biosfera este singurul loc de pe Pământ unde poate fi găsită viață”, scria marele om de știință, creator al doctrinei biosferei, în 1926. Vernadsky a văzut știința ca un mijloc de dezvoltare umană. Prin urmare, este foarte important ca știința să nu ia forma unei entități abstracte care are propria ei existență independentă. Observăm cum știința începe să schimbe din ce în ce mai profund biosfera Pământului, schimbă condițiile de viață, procesele geologice și energia planetei. Aceasta înseamnă că gândirea științifică în sine este un fenomen natural. În momentul creării unei noi forțe geologice, gândirea științifică, trăim, influența materiei vii în evoluția biosferei este în creștere bruscă. Biosfera, fiind prelucrată de gândirea științifică a Homo Sapiens, trece în noua sa stare - noosfera.

Este foarte greu de prezis „comportamentul” biosferei noastre. La urma urmei, mulți factori influențează starea ei. Din acest motiv, este dificil să se efectueze calcule teoretice și să se construiască modele matematice ale comportamentului biosferei Pământului și este imposibil să se efectueze un experiment pe un model „la scară completă” din motive evidente. La urma urmei, este imposibil să experimentezi pe o planetă întreagă. Acest lucru poate duce la consecințe imprevizibile, iar capacitățile tehnice ale civilizației sunt incapabile să acționeze atât de global, în cadrul unei întregi planete.

1. Un experiment american neobișnuit - „Biosphere-2”

Potrivit oamenilor de știință, a fost foarte important să creăm un model al biosferei noastre: să construim un sistem care să fie absolut izolat de restul lumii, care să aibă propria sa atmosferă, propriul sol, propriul ocean, propria sa junglă. , propriile animale, propriile plante - un astfel de fel de mini-model al Pământului. Un sistem care primește doar energie solară, la fel ca ceea ce se întâmplă cu Planeta noastră. La urma urmei, practic nimic nu intră în biosfera noastră din exterior, în afară de lumina soarelui și căldura. După ce am construit o astfel de lume, s-ar putea începe experimente, de exemplu, prin creșterea conținutului de dioxid de carbon sau de altă substanță și să se uite la consecințe.

Va fi, de asemenea, interesant de văzut cum se va dezvolta această altă biosferă în viitor, dacă este lăsată la dispoziție.

La începutul anilor nouăzeci, a fost creat un astfel de sistem biologic. Acest sistem unic a fost construit în statul american Arizona, lângă orașul Oracle și l-a numit „BIOSPHERE-2” - Biosphere-2. Aceasta înseamnă că Biosfera 1 este Pământul nostru. Biosphere 2 este o structură grandioasă și maiestuoasă din sticlă și oțel armat, care acoperă o suprafață de 1,27 hectare, volumul atmosferei conținute în ea fiind de 203.760 de metri cubi. Biosfera 2 include peste 3.000 de specii de plante și animale, șapte biomi - pădure tropicală, savana, deșert, mlaștină, chiar și un mic ocean cu un recif de corali, agricultura intensivă și apartamente umane. Biomii sunt separați unul de celălalt prin scuturi de plastic. „Plămânii” giganți reglează presiunea internă astfel încât să se potrivească cu cea externă - acest lucru minimizează scurgerile de aer. Drept urmare, doar 10 la sută din atmosfera Biosferei 2 este înlocuită pe an, iar în ceea ce privește acest indicator nu are egal: etanșeitatea sa la aer este de 50 de ori mai mare decât cea a complexului navetei spațiale NASA.

Dezvoltarea structurilor și sistemelor a durat aproximativ 10 ani, timp în care echipe speciale de oameni de știință au colectat specii de animale și plante de pe tot Pământul pentru a popula Biosfera 2, au selectat mostre de sol, asigurându-se cu atenție că totul acolo era echilibrat biologic. Biosfera 2 este suficient de mare pentru a menține întregul ecosistem în echilibru și, în același timp, suficient de mică pentru a putea fi studiate cu ușurință toate procesele care au loc în ea.

Și ceea ce este cel mai interesant este că Biosphere 2 a fost conceput special pentru ca oamenii să poată trăi în ea și absolut izolat de restul lumii: nici hrana, nici aerul, nici apa, nici nicio altă substanță nu pătrunde înăuntru și nimic nu pleacă afară, cu excepția pentru informații despre lumina soarelui, electricitate și cabluri. Chiar și „fundul” este izolat de pământul pe care stă cu foi speciale de fier sudate ermetic și pentru a menține presiunea constantă a aerului în interiorul Biosferei 2, ale cărei fluctuații apar din cauza schimbărilor de temperatură (zi și noapte), membranele pulmonare gigantice sunt furnizate. Scurgerile de aer din întreaga structură nu au fost mai mari de 10% pe an.

Dispozitive tehnice complexe creează: curenți în „ocean”, ploi tropicale, surf în mare și emit alte fenomene naturale, iar mulți senzori speciali determină constant temperatura, conținutul anumitor elemente din sol, apa și aerul din interiorul Biosferei 2, înregistrând acestea. parametrii pentru cercetări ulterioare. Într-o zonă specială de agricultură intensivă, folosind metode speciale, erau cultivate culturi care serveau drept hrană pentru oameni - până la urmă, nu aveau de unde să obțină hrană.

Întinsă pe o suprafață de un hectar și jumătate, această structură uriașă sclipitoare a fost pentru prima dată locuită de oameni la începutul anilor nouăzeci și unu - opt persoane (patru femei și patru bărbați) au stat în ea timp de aproximativ doi ani, menținând contactul cu lumea exterioară doar printr-un computer. Pe 26 septembrie 1991, voluntarii au intrat în Biosfera 2 cu scopul de a petrece doi ani în izolare. La 26 septembrie 1993, experimentul științific a fost finalizat cu succes. Doar unul dintre membrii echipei a părăsit complexul timp de 5 ore - pentru a efectua o intervenție chirurgicală la mâna rănită după ce s-a rănit la deget.

La început totul a mers bine - lapte de capră, ouă, pui, pește, creveți, carne de capră, porc, pui, precum și patruzeci și șase de tipuri de alimente vegetale ne-au permis să privim viitorul cu optimism.

S-a presupus că complexul va putea funcționa autonom, deoarece erau prezente toate condițiile pentru circulația normală a substanțelor. Lumina soarelui, conform calculelor oamenilor de știință, ar fi trebuit să fie suficientă pentru ca plantele să reproducă suficient oxigenul ca rezultat al fotosintezei; viermii și microorganismele sunt concepute pentru a asigura prelucrarea deșeurilor, insectele - pentru a fertiliza plantele etc.

O problemă importantă pe care au studiat-o biosferii sunt relațiile interpersonale într-un grup închis și, în mod interesant, ei observă că această problemă a fost rezolvată mult mai competent de cosmonauții ruși. Astfel, în timpul zborurilor cosmonauților, un specialist special le monitorizează constant starea mentală și interacțiunea între ele și oferă sfaturi practice. Această persoană are autoritatea de a insista asupra schimbărilor în rutina zilnică a echipei dacă consideră că este necesar. Au fost multe dificultăți aici. Cu toate acestea, totul a funcționat și, după încheierea experimentului, doi dintre participanții săi s-au căsătorit. BIOSPHERE-2 a fost supraaglomerat.

După ceva timp, biosferele au început să rămână fără hrană și s-a dovedit că problemele din interiorul Biosferei 2 erau foarte asemănătoare cu cele de pe Pământ. Când au creat o mini-lume, mulți s-au gândit că va fi mai perfectă decât cea obișnuită și că va fi liberă de multe probleme de mediu și sociale timp de multe decenii. Cu toate acestea, chiar înainte ca grupul să meargă acolo timp de doi ani, a devenit din ce în ce mai clar că populația din Biosfera 2 va avea multe dintre aceleași probleme ca și locuitorii Biosferei 1 - Pământ. Suprafața în care s-au cultivat culturile a fost relativ mică, iar vremea în Arizona în cei 2 ani de experiment a fost record ploioasă și înnorată, plantele au lipsit de lumina soarelui și, ca urmare, recolte slabe și lipsă de hrană. În Biosphere-2 nu poți folosi pesticide - din cauza ciclurilor biologice închise din interior, poți otrăvi toate viețuitoarele, așa că dăunătorii s-au simțit în largul lor și uneori au mâncat o parte semnificativă din cultură. Pentru a le combate, oamenii și-au crescut dușmanii naturali, cum ar fi insectele care se hrănesc cu larvele dăunătorilor, dar de multe ori le-au adunat pur și simplu cu mâinile, la fel cum colectăm gândacii de cartofi din Colorado. Și pentru a purifica apa din Biosphere-2, au fost cultivate zambile de apă. Aceste flori absorb impuritățile din apă.

Pe lângă agricultură, locuitorii Biosferei-2 erau angajați în creșterea vitelor. Aveau capre, găini și chiar purcei. Mai mult, acestea erau animale speciale adaptate condițiilor dure. De exemplu, puii erau o rasă sălbatică din India - erau adaptați la viața la tropice (temperatură și umiditate ridicate) și puteau mânca deșeuri. Puii americani nu ar fi potriviți, deoarece nu pot mânca altceva decât cereale amestecate, fiind hrăniți cu ele de generații. Observăm că au existat probleme cu uleiul de prăjit, a fost păcat să se transfere fasolea care putea fi consumată, așa că în loc să se prăjească, au început să fiarbă, să se coacă sau să se aburească.

Lipsa de alimente hrănitoare a dus la încercări de raționalizare a distribuției alimentelor, iar problema creșterii mai multor alimente a apărut în prim-plan. În Biosfera 2, o zonă specială a fost alocată pentru cultivarea alimentelor, iar toată suprafața a trebuit să rămână „sălbatică”. Ideea a apărut imediat de a elimina o parte din fauna sălbatică și de a folosi spațiul eliberat pentru a crește mai multă hrană. Dar alții credeau că fauna sălbatică are propria ei valoare și că întreaga compoziție a speciilor ar trebui lăsată neschimbată.

Biosferii s-au confruntat cu problema respectului pentru alte specii de ființe vii. Liderii care au controlat expediția le-au spus clar participanților ei că, dacă le este foarte foame, toți sau oricare dintre ei ar putea părăsi Biosfera 2 în orice moment. Nu vor primi hrană din exterior și le este interzis să distrugă zonele de natură sălbatică. Lipsa caloriilor a însemnat că oamenii de știință nu aveau suficientă energie pentru a cultiva alimente - și aceasta este o muncă fizică grea, ceea ce înseamnă că era din ce în ce mai puțină mâncare.

S-a dovedit a fi un cerc vicios. Au ajuns să fie câteva banane și papaya care au fost plantate în junglă. Au intensificat plantarea cerealelor, plantând fiecare centimetru din suprafața alocată culturilor agricole, și au continuat distribuirea alimentelor. Problemele suprapopulării, valoarea intrinsecă a vieții sălbatice și nevoia de a menține diversitatea speciilor sunt toate în fruntea cercetării ecologice moderne.

Fenomenele din natură au fost, de asemenea, destul de interesante și neașteptate. De exemplu, peste deșertul de pe acoperișul de sticlă al Biosferei 2, apa s-a condensat dimineața, iar ploaia a căzut pe deșert. A fost imposibil să-l elimini și, prin urmare, deșertul nu a devenit atât de pustiu cum a fost planificat inițial - plantele au început să crească pe el.

După ce au asigurat curenții în „ocean”, creatorii Biosphere-2 nu au asigurat vântul, dar, după cum s-a dovedit, este foarte important pentru plantele care se leagănă sub influența acestuia, ceea ce le întărește trunchiul. Fără vânt, trunchiul și ramurile salcâmilor care cresc în Biosfera 2 au devenit fragile și au început să se prăbușească sub propria greutate. Din anumite motive, au existat o mulțime de furnici - deși nimeni nu a plănuit inițial să le aducă în sistem.

Au fost și mai grave dificultăți: nivelul de oxigen în doi ani a scăzut de la 21% la 14%, ceea ce înseamnă dureri de cap și capacitate scăzută de muncă. Desigur, nu se poate spune că nu au existat probleme – printre ele și problema reducerii conținutului de oxigen din atmosferă: de la un conținut inițial de 21%, cantitatea acestuia a scăzut la 14% în doi ani. Această scădere a conținutului de oxigen a dus la dureri de cap constante și la pierderea capacității de a lucra la participanții la experiment.

Desigur, primul experiment - s-a încheiat pe 26 septembrie 1993 - a fost imperfect în anumite privințe. Dar, în ciuda tuturor acestor dificultăți și necazuri, primul experiment pe Biosphere-2 a fost finalizat cu succes: întreaga echipă de oameni de știință și marea majoritate a plantelor și animalelor au supraviețuit cu succes doi ani în izolare. Acest experiment a arătat încă o dată că există pericolul de a ne confrunta în viitor și pe Pământ în general cu probleme precum suprapopularea, lipsa hranei, scăderea conținutului de oxigen din atmosferă etc.

Dar, în mod ciudat, viața izolată de restul lumii a beneficiat oamenii: la urma urmei, timp de doi ani au mâncat alimente organice, nu au fost otrăviți de pesticide și nu au mâncat multe grăsimi. După ce au părăsit Biosfera 2, s-a descoperit că nivelul de colesterol din sânge a scăzut vizibil, iar biosferii înșiși nu s-au putut obișnui cu mâncarea obișnuită - li s-a părut cumva artificial și fără gust.

Se referă la eradicarea războaielor din viața omenirii. El a acordat o mare atenție rezolvării problemelor formelor democratice de organizare a muncii științifice, educație și diseminare a cunoștințelor în rândul maselor. 5. Tranziția biosferei la noosferă: prognoză și realitate Vernadsky, analizând istoria geologică a Pământului, susține că există o tranziție a biosferei la o nouă stare - la noosferă sub influența unei noi...

Tractul mâncătorilor de sol și mâncătorilor de nămol a). Mișcarea „materiei vii” în sine (consecința acesteia este transportul materiei biogene); b). mișcarea materiei nevii de către organisme în timpul activității vitale IV. Biosfera și omul. Noosfera. Vernadsky, analizând istoria geologică a Pământului, susține că există o tranziție a biosferei la o nouă stare - la noosferă sub influența unei noi...

La începutul anului 1990, în deșertul american de lângă Arkansas, a fost lansat un proiect care avea scopuri grandioase, de a crea un complex închis, complet izolat de condițiile lumii exterioare. Adică, conform termenilor proiectului, s-a avut în vedere ca participanții care locuiesc în interiorul complexului să fie ca pe o planetă extraterestră, cu un mediu extern agresiv.

Proiectul a fost numit „Biosfera-2” numărul 2 însemna că numărul 1 era Pământul însuși. Autorii proiectului au modelat o biosferă la scară largă care ocupa o suprafață de 1,5 hectare. Și proiectul, susținut de miliardarul Edward Bass, a fost construit de Space Biosphere Ventures.

Proiectul Biosphere-2 a fost un complex imens cu sere, care conținea aproximativ 3 mii de specii de animale și plante, cu un volum atmosferic de aproximativ 204 mii m3 de aer. La un proiect la scară largă de modelare a unui ecosistem închis, 8 persoane au participat pe bază de voluntariat.

Cel mai important obiectiv al proiectului Biosphere-2 a fost perspectiva unei aplicații ulterioare în explorarea spațiului. Și mi-am amintit de proiectul oarecum uitat Biosphere-2 în legătură cu interesul tot mai mare pentru explorarea lui Marte și cum s-ar putea întâmpla acest lucru. Până la urmă, scopul proiectului a fost să afle dacă un grup de oameni ar putea trăi și lucra într-un mediu închis.

Și planurile pentru proiect au fost mari, pentru că, dacă au avut succes, dezvoltările proiectului ar putea fi folosite pentru a crea așezări autonome pe planete îndepărtate ale sistemului solar. În plus, complexul Biosphere-2 ar putea fi folosit și în cazul unei deteriorări globale a situației mediului de pe Pământ însuși.

Structura complexului Biosphere-2.

Desigur, complexul Biosphere-2, construit în deșertul Arizona (SUA), nu avea protecția necesară – dacă ar fi fost construit, de exemplu, pe Marte – asta înseamnă protecție împotriva meteoriților și asteroizilor. Cu toate acestea, pe Pământ nu a fost nevoie de acest lucru - altfel este un complex complet izolat de mediul extern, în care participanții la proiect comunicau cu lumea exterioară exclusiv prin intermediul unui computer.

Complexul, situat în deșertul american, era o clădire tip capsulă, închisă ermetic. Fiecare clădire a acestui complex era un ecosistem separat, independent. Pentru construcția clădirilor s-au folosit materiale ușoare, cu un acoperiș de sticlă bombat care permite trecerea a aproximativ 50% din lumina soarelui.

Pentru viața a patru femei și patru bărbați, complexul Biosphere-2 a avut mai multe biomi diferite - deșert și savană, pădure tropicală și ocean cu un recif de corali. Desigur, un modul rezidențial. Modulul de agrocenoză, unde coloniștii cultivau fructe și legume, și locul în care pășunau caprele, sunt, de asemenea, participanți la proiect. Adică domeniul de aplicare al proiectului, vă puteți imagina.....

Oamenii de știință din proiect au abordat compoziția speciei cu o atenție deosebită pentru a reproduce cât mai bine ciclul natural al substanțelor. Aceasta include și descompunerea materiei organice, inclusiv deșeurile participanților la proiectul Biosphere-2. Cu toate acestea, simularea biosferei Pământului s-a dovedit dificilă pentru cercetători.

Problemele proiectului „Biosphere-2”.

Problema lipsei de oxigen a venit pe primul loc. După cum sa dovedit, plantele, în ciuda calculelor preliminare atente, nu pot furniza conținut normal de oxigen în modulele de proiect. Treptat, din primele săptămâni ale proiectului, nivelul de oxigen a început să scadă.

Participanții la proiect au fost supuși înfometării de oxigen, nivelul a scăzut de la 21% la 15% - în astfel de condiții, participanții au trăit în complex din 1991 până în 1993, la o altitudine de aproximativ 4 mii de metri; După cum au sugerat oamenii de știință care lucrează la proiect, acest lucru se datorează microorganismelor din sol. Ca urmare, oxigenul a început să fie pompat în complex din exterior.

Următoarea problemă cu care se confruntă participanții la ecosistemul închis este lipsa hranei. S-a dovedit că suprafața alocată pentru agrocenoză este prea mică pentru ca 8 persoane să se hrănească cu ea. Pentru a rezolva problema, a fost necesară creșterea densității de semănat a cerealelor. Și în pădurea tropicală, coloniștii au plantat banane și papaya.

Și a treia problemă cu care se confruntă participanții la ecosistemul artificial „Biosphere-2” a fost incapacitatea de a controla creșterea dăunătorilor insectelor, al căror număr era în creștere. Conform termenilor proiectului, utilizarea pesticidelor nu era permisă, iar participanții trebuiau să colecteze manual dăunătorii și, în plus, să-și reproducă în mod independent inamicii naturali.

Un experiment la scară largă a arătat că lipsa vântului are un efect dăunător asupra copacilor. Lipsa de presiune a vântului asupra trunchiului copacului face ca lemnul să fie atât de moale, încât trunchiurile copacilor se sparg sub propria greutate.

Factorul psihologic al unui grup restrâns de oameni care trăiesc în izolare a avut și el impact. În primul rând, unul dintre participanții la experiment și-a tăiat degetul, care nu a putut fi reatașat, drept urmare a trebuit să părăsească proiectul. Și situația dintre coloniștii voluntari a devenit atât de tensionată încât s-au împărțit în două tabere - având dificultăți în a suporta o societate comună.

Rezultatele proiectului Biosphere-2.

Drept urmare, un proiect de ecosistem închis la scară largă din 1996 a fost realizat în continuare de oamenii de știință de la Universitatea Columbia, deși fără participarea umană. Unele clădiri ale complexului au fost chiar disponibile pentru cei care doreau să vadă proiectul grandios. Cu toate acestea, până în 2005, cercetătorii nu mai aveau nevoie de el, iar complexul Biosphere-2 a fost abandonat și scos la vânzare.

Proiectul Biosphere durează 40 de ani.

Englezul David Latimer și-a dezvoltat propriul proiect Biosphere în urmă cu aproximativ 40 de ani. Exact cu mulți ani în urmă. Luând o sticlă uriașă, a zidit o plantă în ea și a stabilit un ecosistem închis la aproximativ doi metri de fereastră, din acel moment biosfera nu a fost deschisă.

Apa care lasă frunzele plantei s-a condensat pe pereții vasului, apoi se revarsă pe plantă. Iar oxigenul produs ca urmare a fotosintezei a fost absorbit de frunzele care s-au descompus. Oxigenul generat de procesul de descompunere a fost din nou absorbit de plantă, formând materie organică și oxigen. Astfel, planta nu a necesitat îngrijire, iar David Latimer a reușit să creeze un ecosistem închis.

Biosfere-2

La începutul anilor 90, în deșertul american Arizona, a fost lansat un proiect de amploare, numit „Biosphere-2” („Biosphere-1” este planeta noastră Pământ). Această biosferă închisă creată artificial a fost prima încercare la scară largă de a simula procesele care au loc în ecosistemele naturale ale Pământului. Potrivit autorilor proiectului, rezultatele obținute în timpul experimentului ar putea fi foarte utile în timpul zborurilor spațiale lungi.
Complexul de „sere”, complet izolat de mediu (chiar și aerul atmosferic) a ocupat aproximativ 1,5 hectare, volumul atmosferei „Biosferei-2” a fost de aproximativ 204 mii m 3 de aer. Aproximativ 3.000 de specii de animale și plante, precum și 8 reprezentanți ai Homo sapiens, au fost „închiși” într-o „sară” gigantică. Locuitorii inteligenți din Biosfera 2 aveau la dispoziție șapte biomi diferite: o pădure tropicală, un deșert, o savana, un ocean cu un mic recif de corali și un estuar de mangrove, o agrocenoză în care coloniștii cultivau hrană (legume, fructe și animale). ), precum și un bloc de locuințe. Compoziția de specii a organismelor vii a fost selectată pentru a simula cel mai bine ciclul biosferei de substanțe, inclusiv producerea și descompunerea materiei organice, inclusiv descompunerea naturală a deșeurilor umane.

Recrearea artificială a biosferei Pământului s-a dovedit a nu fi o chestiune atât de simplă. Coloniștii s-au confruntat cu multe probleme serioase. Una dintre principalele probleme a fost că plantele nu au putut produce cantitatea necesară de oxigen. Conținutul de oxigen din atmosfera Biosferei-2 a scăzut de la 21% la 15%, ca urmare a fost necesară pomparea oxigenului din mediul extern. Timp de doi ani (din 1991 până în 1993), locuitorii biosferei artificiale au trăit în condiții de înfometare constantă de oxigen (alpiniștii se confruntă cu o înfometare similară de oxigen la o altitudine de 4 km). Oamenii de știință sugerează că microorganismele din sol au jucat un rol semnificativ în creșterea consumului de oxigen.

A doua problemă cu care s-au confruntat oamenii a fost lipsa hranei. Zona agrocenozei Biosphere-2 nu a fost suficientă pentru a oferi 8 persoane suficientă hrană. Pentru a rezolva această problemă, a fost necesar să se mărească densitatea semănării cerealelor și, de asemenea, să se planteze banane și papaya în pădurea tropicală.

A treia problemă care a complicat semnificativ viața oamenilor dintr-un ecosistem izolat a fost creșterea necontrolată a numărului de insecte dăunătoare. Lanțurile trofice ale ecosistemelor artificiale ale Biosferei-2 s-au dovedit a fi incomplete, iar numărul de insecte dăunătoare a început să crească constant în absența inamicilor. În condițiile Biosferei-2, izolată de mediul extern, utilizarea insecticidelor pentru combaterea insectelor dăunătoare este nejustificată, deoarece procesele de auto-purificare în ecosisteme atât de mici sunt foarte lente, ceea ce înseamnă că otrăvirea chimică a tuturor locuitorilor, inclusiv a oamenilor, va inevitabil. Pentru a rezolva această problemă, coloniștii au trebuit să colecteze insectele dăunătoare manual, precum și să-și reproducă dușmanii naturali.

Biomul deșertului nu a durat mult. Dimineața, umezeala s-a condensat pe acoperișul de sticlă al Biosferei 2 și a căzut ca o ploaie artificială. La ceva timp după începerea experimentului, deșertul a început să fie acoperit de iarbă.

În timpul experimentului, unele probleme s-au dovedit a fi destul de neașteptate. Astfel, lipsa vântului a avut un efect dăunător asupra unor tipuri de vegetație lemnoasă. În absența presiunii vântului asupra trunchiului și ramurilor copacilor, țesuturile mecanice ale lemnului s-au dovedit a fi subdezvoltate. Ca urmare, trunchiurile și ramurile copacilor au devenit casante și s-au rupt sub propria greutate.

Din 1996, Biosphere 2 a fost condusă de Universitatea Columbia, care a continuat cercetările suplimentare, dar fără participarea omului. Unii biomi ai complexului de cercetare erau accesibile excursioniştilor. În 2005, Biosphere 2 a fost scos la vânzare.

Puteti vedea cum este Biosphere-2 in 2010 in fotografiile facute Noah Sheldon.

32.578611 , -110.850556

"Biosfera-2"- o structură care simulează un sistem ecologic închis, construită de Space Biosphere Ventures și miliardarul Edward Bass în deșertul Arizona (SUA). Numărul „2” din titlu este destinat să sublinieze faptul că „Biosfera-1” este Pământul. (Există o versiune alternativă despre „prima Biosferă” - acesta a fost numele pavilionului american la expoziția mondială Expo 67, la un moment dat nu mai puțin faimoasă decât Atomium. Această versiune este susținută de similitudinea externă vizibilă în design. a Biosferei și Biosferei-2). Sarcina principală a „Biosphere-2” a fost să afle dacă o persoană poate trăi și lucra într-un mediu închis. În viitorul îndepărtat, astfel de sisteme pot fi utile atât ca așezări autonome în spațiu, cât și în cazul deteriorării extreme a condițiilor de viață pe Pământ.

Proiecta

Laboratorul este o rețea de clădiri închise ermetic cu o suprafață totală de 1,5 hectare realizate din materiale ușoare, împărțite în mai multe ecosisteme independente și acoperite cu un capac de sticlă care transmite aproximativ 50% din lumina soarelui. Spațiul interior este împărțit în 7 blocuri, inclusiv o pădure tropicală, un ocean în miniatură cu o compoziție chimică neobișnuită, un deșert, o savana și un estuar de mangrove. „Plămânii” giganți reglează presiunea internă astfel încât să se potrivească cu cea externă - acest lucru minimizează scurgerile de aer.

Progresul experimentului

Experimentul a fost realizat în două etape: prima de la 26 septembrie 1991 până la 26 septembrie 1993 și a doua în 1994. În prima etapă, nivelul de oxigen a început să scadă cu 0,5% pe lună, ceea ce a dus la o situație în care oamenii au fost nevoiți să trăiască în condiții de foamete de oxigen (condiții similare se observă la o altitudine de 1200 m deasupra nivelului mării). Deoarece nivelul de oxigen a scăzut la niveluri atât de periculoase, a fost luată decizia de a pompa oxigen artificial din exterior. A doua etapă a fost și ea întreruptă prematur din cauza unor probleme organizatorice și financiare.

Se crede că scăderea nivelului de oxigen a fost cauzată de o proliferare neașteptată a microorganismelor. Culturile, savana și pădurea au fost umplute cu microorganisme, care au început să se înmulțească și să distrugă puieții.

Viața în interior

Opt persoane (patru femei și patru bărbați) au rămas în Biosfera 2 aproximativ doi ani, menținând contactul cu lumea exterioară doar prin intermediul unui computer. Odată cu acestea, acolo au fost livrate 3.000 de specii de plante și animale.

La început, experimentul a decurs conform planului - în interiorul laboratorului au crescut copaci, iarbă și arbuști, care a furnizat 46 de tipuri de hrană pentru plante, au fost pășuni pentru capre, coșuri, coșuri de găini, pești și creveți înotau în rezervoare artificiale.

S-a presupus că complexul va funcționa autonom, deoarece erau prezente toate condițiile pentru circulația normală a substanțelor. Lumina soarelui, conform calculelor oamenilor de știință, ar fi trebuit să fie suficientă pentru producerea suficientă de oxigen de către plante ca urmare a fotosintezei, viermii și microorganismele erau chemați pentru a asigura procesarea deșeurilor, insectele erau chemate să fertilizeze plantele etc.

Cu toate acestea, în câteva săptămâni, viața fermierilor de subzistență a fost perturbată. Microorganismele și insectele au început să se înmulțească în număr neașteptat de mare, provocând un consum neașteptat de oxigen și distrugerea culturilor (nu a fost avută în vedere utilizarea pesticidelor). Locuitorii proiectului au început să slăbească și să se sufoce. Oamenii de știință au trebuit să încalce condițiile experimentale și să înceapă să furnizeze oxigen și produse în interior (aceste fapte au fost ascunse și au fost ulterior expuse). Primul experiment s-a încheiat cu eșec: oamenii au slăbit mult, cantitatea de oxigen a scăzut la 15% (conținutul normal din atmosferă este de 21%).

După încheierea experimentului în 1994, a început o restaurare de trei ani a uriașului complex. În acest timp, sponsorii au abandonat proiectul, recunoscând că experimentul nu a adus rezultatele scontate. La începutul anului 1996, Biosfera 2 a fost plasată sub supravegherea științifică a lui B. Marino și a colegilor săi de la Observatorul Pământului de la Universitatea Columbia. Ei au decis să oprească experimentul și să elimine oamenii din structură, deoarece nu era clar cum să rezolve problema nutriției și menținerea unei compoziții constante a aerului.

Probleme găsite

Un număr mare de microbi și insecte, în special gândaci și furnici, crescuți în laborator.
Sub acoperișul de sticlă al complexului, apa s-a condensat dimineața și s-a revărsat ploaie artificială.
Creatorii nu au prevăzut un astfel de fenomen precum vântul: s-a dovedit că, fără o balansare regulată, copacii devin fragili și se sparg.

Vânzare

Concluzii

Pe unul dintre pereții interiori ai „planetei” se mai păstrează mai multe rânduri scrise de una dintre femei: „Numai aici simțeam cât de dependenți eram de natura înconjurătoare. Dacă nu sunt copaci, nu vom avea ce să respirăm, dacă apa este poluată, nu vom avea ce să bem.”

Vezi de asemenea

BIOS-3 este un experiment rusesc de modelare a unei biosfere închise.

Legături

Site-ul proiectului (engleză).
Site dedicat biosferelor închise (engleză).
Brevet pentru camere de expansiune utilizate pentru reglarea presiunii în proiect.

Fundația Wikimedia.

2010.

Vedeți ce este „Biosphere 2” în alte dicționare: Biosferă...

Dicționar de ortografie - carte de referință - (din grecescul bios life and sphaira ball: Suess, 1875; Vernadsky, 1926), ecosphere (mulți autori vest-europeni), biogeosphere (Dylis, 1964) una dintre învelișurile pământului (geosferele), în care energia solară este convertită datorită la organismele vii, ……

Dicționar ecologic Învelișul exterior complex al Pământului, locuit de organisme care alcătuiesc împreună materia vie a planetei. Masa materiei vii din B. se apropie de n 1014 2 1016 t B. este formată din troposfera părții inferioare a învelișului de aer a Pământului (atmosfera), ... ...

Enciclopedie geologică - (din bio... și greacă sphaira ball), învelișul Pământului, a cărui compoziție, structură și energie sunt determinate de activitatea totală a organismelor vii. Primele idei despre Pământ ca „regiune a vieții” și învelișul exterior al Pământului se întorc la Lamarck. Termen... ...

Dicționar enciclopedic biologic

- [Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse - (din bio... și sferă), o regiune de viață activă, care acoperă partea inferioară a atmosferei (înălțime până la 20-25 km), hidrosferă și partea superioară a litosferei (adâncime până la 2-3 km). km). În biosferă, organismele vii (materia vie) și habitatul lor sunt legate organic și...

Enciclopedie modernă - (din bio... și sferă) o regiune de viață activă, care acoperă partea inferioară a atmosferei, hidrosfera și partea superioară a litosferei. În biosferă, organismele vii (materia vie) și habitatul lor sunt conectate organic și interacționează între ele, formând... ...

Dicţionar enciclopedic mare - (din grecescul bios life and sphere) regiunea vieții active, care acoperă partea inferioară a atmosferei, hidrosfera și partea superioară a litosferei. În biosferă, organismele vii (materia vie) și habitatul lor sunt conectate organic și interacționează între ele... ...