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。 Biosphere 2项目源于美国富豪埃德·巴斯的投资,他从石油家族背景转向生态探索,注入1.5亿美元在亚利桑那州沙漠建造这座占地3.14英亩的封闭系统。设施模拟地球多种生态,包括热带雨林、沙漠、草原、红树林沼泽、珊瑚海洋和农业区,总共引入3800种动植物。项目目标是测试人类在完全隔离条件下自给自足的能力,为未来火星移民提供数据参考。八名参与者经过严格选拔,背景涵盖医学、工程、农业和生态管理,他们接受了数月训练,学习作物种植、水循环维护和设备修理。1991年9月26日,他们进入设施,门密封关闭,外部空气、水和食物完全切断。最初几个月,系统运行相对稳定,参与者按分工处理日常事务。 食物产量很快成为主要难题,每人每天热量摄入仅1800卡路里,导致平均体重下降16%。作物如香蕉、木瓜和红薯产量不足,动物饲养也面临限制。氧气浓度从20.9%逐步降至14.5%,相当于高海拔环境,参与者出现头晕和疲劳症状。生态系统失衡加剧,授粉昆虫灭绝导致植物繁殖困难,蟑螂和蚂蚁大量繁殖,干扰储藏和居住区。沙漠区湿度过高转变为沼泽,雨林树木生长异常细长,草原植被过度扩张释放过多二氧化碳。二氧化碳浓度冬季高达4500ppm,需要激活净化设备。土壤碳释放和混凝土化学反应进一步消耗氧气,外部团队秘密注入氧气以维持生命,但这违反了封闭原则。参与者分成两派,一派主张灵活调整实验规则,另一派坚持严格隔离,冲突影响团队协作。 外部干预事件频发,1993年初,两名原成员阿比盖尔·阿林和马克·范·蒂洛从设施外砸破玻璃,拉开阀门15分钟,交换约10%空气,声称是为了拯救内部人员。这起事件曝光后引发舆论争议,媒体质疑项目科学性。食物储备消耗殆尽,参与者转向应急种子。第二年作物产量有所改善,通过优化种植技术收获更多谷物,体重部分恢复。健康监测显示血压和胆固醇降低,免疫系统适应低热量环境。尽管难题重重,项目收集了大量数据,揭示封闭生态的脆弱性。混凝土吸氧形成碳酸钙的问题被记录,为后续设计提供教训。1993年9月26日,八人完整走出设施,内部生态严重失调,但人类存活下来。 Biosphere 2虽被视为失败,却推动生态科学进步。数据发表在顶级期刊,分析营养循环、氧气平衡和土壤行为。设施转为开放研究站,1995年哥伦比亚大学接管,用于全球变暖和珊瑚酸化研究。2007年,亚利桑那大学收购,继续气候变化、垂直农业和月球温室实验。埃德·巴斯2011年捐款2000万美元,2017年追加3000万美元,支持运营。每年吸引10万访客,设施如今用于旱灾模拟和森林响应测试。参与者转向新领域,罗伊·沃尔福德继续寿命研究,直至2004年去世。简·波因特和泰伯·麦卡勒姆创办公司,开发太空生命支持技术。马克·尼尔森推广废水回收项目,并出版书籍讨论生态启示。萨莉·西尔弗斯通参与可持续农业教育。阿比盖尔·阿林和马克·范·蒂洛建立基金会,专注海洋保护。琳达·李基于雨林数据完成学术工作。 项目暴露人类干预自然的局限性,最初设计忽略土壤微生物作用,导致碳固定不均。氧气下降源于有机质分解过快,混凝土反应加剧问题。生态多样性虽高,但物种互动超出预期,藻类爆发覆盖珊瑚海,减少氧气产出。农业区半英亩土地供养八人,强调高效作物选择,如豆类补充蛋白。废水回收系统通过湿地过滤,证明可行性,但需定期维护。空气循环依赖地下管道和泵站,能源消耗超出预算。外部管理层分歧影响决策,约翰·艾伦领导的社区背景带来非传统方法。媒体报道放大负面,称其为高科技原始村落,但忽略数据价值。后续研究利用设施测试二氧化碳影响植被生长,提供气候模型依据。 Biosphere 2启发太空栖息地设计,国际空间站部分借鉴其水循环技术。项目成本高企,达2亿美元,引发资金使用争议。参与者健康数据成为热量限制研究的案例,显示低卡饮食益处与风险。生态崩溃提醒平衡生物量重要,避免单一物种主导。设施玻璃结构密封性能优于预期,空气泄漏率低于国际空间站标准。转交给大学后,研究转向地球环境问题,如酸雨对土壤影响。访客教育项目推广可持续理念,展示垂直农业潜力。埃德·巴斯持续支持,视其为长期投资。成员回忆录揭示人际动态,强调团队心理训练必要。项目虽未实现百年封闭目标,但奠定实验生态学基础。

