人類是否能夠在地球之外的宇宙空間生存,確實是個挑戰。我們目前所探知的星球中,大多數并不適宜人類居住。
那些被認為有潛力的星球,比如所謂的超級地球,離我們數十或上百光年之遙,按照目前的技術發展速度,我們想要移民到這些星球,確實還需漫長的時間。
然而,在這成為可能之前,我們或許可以尋找妥協的方案。例如,在火星建造人類基地的設想,在地球不再適宜居住時,可作為人類的避難所。但問題是,這樣的火星基地能否被我們輕易建立起來呢?我們又有什么把握能夠順利完成這個建設項目呢?
科學家們同樣對這些問題深感憂慮。因此,早在上個世紀,他們便在沙漠中嘗試構建一個封閉的實驗空間,以模擬一個生態系統。
那么,這個實驗結果如何呢?接下來,本文將從人類星際移民的設想、人造生物圈實驗的過程及其最終結果,為您詳盡地展開敘述。
對于太空移民的愿景來說,火星一直被視為人類探索太空的前哨站。選擇火星的原因并非在于上面存在生命,或者我們已經確認生命可以在那里存活,而是考慮到它與太陽的距離尚在可接受范圍之內。火星作為一顆巖石行星,溫度尚可,簡而言之,人類之所以青睞火星,是因為看中了它的地理位置。
然而,我們在火星上的生活無法如同在地球那般輕松自如。火星上不存在天然大氣,因此,我們需要在火星建造一個能屏蔽紫外線和宇宙輻射的空間站。我們所需的各種氣體都必須自行攜帶或制造。能源也是一個在火星生活的關鍵問題,目前我們對火星的了解尚淺,對于那里存在的潛在能源知之甚少。
盡管如此,幸運的是,人類已經發現月球上有豐富的氦-3資源,足夠滿足我們的使用需求。即使火星上沒有能源,我們也有辦法將月球的氦-3轉移過來。因此,人類的計劃是在火星建立一個封閉、自給自足的空間站,足以支持人類的生活需求。
這個空間站的外墻需要透明,確保能接收到陽光。除了人類,空間站內還需要有其他動植物共生,尤其是植物,如果能夠形成“生產者—消費者—分解者”的生態鏈模式,人類就能在火星基地實現自給自足。
這樣的設想在許多科幻電影中都有出現,比如《星際救援》中,主角在火星種植土豆的情節。實際上,人類剛踏入太空探索時代,就已經開始有這樣的設想。因此,美國曾經進行過一個著名的實驗——“生物圈2號”。
位于亞利桑那州的沙漠地區,被認為與火星環境有幾分相似,好萊塢也常在此地取景。上個世紀80年代,在幾位富翁的支持下,一個人造生物圈的項目開始實施,經過8年的努力,終于落成。
“生物圈2號”占地1.3萬平方米,體積為14萬立方米,是一個封閉的空間。科學家在其中設計了7個不同的區域,包括一個用于種植糧食的集約農業區,一個為實驗人員準備的居住區,以及模擬地球自然環境的熱帶雨林、熱帶草原、海洋、沼澤和沙漠。簡而言之,這是一個縮小比例的地球模型。科學家將真實的地球稱為“生物圈1號”,而這個縮小版則被命名為“生物圈2號”。
“生物圈2號”不僅在地理環境上模擬了地球,其內部的生物種類也極為豐富,超過4000個物種被引入其中,包括3000多種動植物和1000多種微生物。所有生物都來自全球的南北回歸線生態區,因為這個生物圈模擬的是被認為地球上最適宜居住的氣候帶。一切準備就緒,只待人類實驗人員入住。
1991年6月,8位參與“生物圈2號”建設的科學家被選為實驗人員,男女各半,他們的任務是在這個封閉生態系統中生活整整兩年。實驗人員信心滿滿,因為這座人造生態系統對于他們來說綽綽有余,設施齊全,仿佛就是人們心中的火星基地模樣。
起初,一切似乎進展順利,實驗人員相互合作,進行各種實驗,沉浸在美好的烏托邦式夢想中。然而,很快,夢魘降臨,自從實驗人員入住后,“生物圈2號”內的氧氣含量開始不斷下降,跌破了21%的安全線,這對于生活在其中的實驗人員而言是極其不利的,意味著他們在缺氧環境下工作。
一開始,他們還能勉強支撐,但隨著時間的推移,氧氣含量持續降低,二氧化碳含量不斷攀升,實驗人員很快感到不適。為了保障他們的安全,科學家不得不開始向“生物圈2號”內部輸送氧氣以改善環境。在做出供氧決策的那一刻,可以說實驗已經宣告失敗。然而,氧氣下降僅僅是災難的開始,隨后發生的一系列事件,仿佛預示著世界末日的來臨。
“生物圈2號”中的研究人員很快感受到了窒息的威脅,安全起見,科學家們不得不向內部輸送氧氣以維持人員生命安全,當這一決策出臺時,實驗實際上已經宣告失敗。然而,不僅僅是氧氣水平下降的問題,接踵而來的一連串事件仿佛預示著世界末日的到來。
在“生物圈2號”中引入的4000多種生物起初生活繁榮,種群數量有所增加。但隨著時間的流逝,生物種群的數量開始減少,一些物種瀕臨滅絕,生物多樣性降低,人工仿生環境開始瓦解。
實驗場地內的水循環也出現異常,微生物含量超標。農田區的作物產量也下降,實驗人員的食物供給減少。由于氧氣含量的降低,工作人員無法從事高強度勞動,只能通過減少活動和降低新陳代謝率來應對。
更糟糕的是,他們的垃圾開始堆積如山。“生物圈2號”中的微生物數量減少,工作人員產生的有機垃圾如排泄物和剩余食物無法及時分解,導致實驗空間內惡臭彌漫。
原本憧憬的天堂如今變成了地獄,八位科學家的團隊也開始出現沖突,在惡劣的環境中,他們的心理健康受到了影響。大家漸漸忘記了實驗的初衷,每日為生存而憂慮,渴望逃離這可怕的地方。當氧氣濃度降至16%時,他們無法再堅持下去,在實驗開始后的第21個月,被迫逃離了“生物圈2號”。
原本歡天喜地地搬入的八名工作人員,最終卻在沮喪和罵聲中離開,彼此間的關系也變得不可彌補。據傳,他們之后再也沒有相見。而曾經裝飾華麗的“生物圈2號”,變成了一個缺氧、空氣質量惡劣的場所,但奇異的是,一些生物在工作人員撤離后仍在其中存活。
雖然實驗失敗了,“生物圈2號”并未被拆毀,而是被改建成博物館,向公眾開放,用以警示人們:地球的生態系統是獨一無二,無法復制的。
上個世紀七八十年代,由于美蘇之間的競爭,太空技術發展迅猛,人類在短時間內實現了登月、探索火星、發射旅行者號等壯舉。這使得當時的人們產生了一種誤解,認為人類已經具備離開地球的條件。
然而,“生物圈2號”的失敗表明,人類甚至無法模擬地球生態系統的一個小角落。大自然是緊密相連的,人類的模擬只是一種幼稚的模仿。地球的生態系統經過數十億年的演變,而人類企圖在幾年內復制這一奇跡,無疑是不可能的。這背后揭示了一個殘酷的現實:我們被“囚禁”在地球上,無法輕易離開。
然而,人類并未因此停止探索。“生物圈2號”的失敗雖然慘痛,卻為未來的生態研究提供了寶貴的數據。科學家們繼續構建生態系統,但規模更加適中,例如中國的“月宮一號”項目,便是從一塊36平方米的農田開始。
人類是地球孕育的生命之一,從35億年前生命誕生以來,就與水緊密相連;從26億年前大氣中首次出現自由氧開始,大多數生命就離不開氧氣;而人類,盡管自認為高級,卻始終被束縛在地球這個搖籃里。
地球對人類來說是不可替代的,而人類對于地球的存在卻似乎無關緊要,這是個悲哀的事實,就像“生物圈2號”所揭示的那樣。
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