1991年秋天,亚利桑那沙漠中的Santa Catalina山脚下,一场前所未有的科学实验即将展开。八名志愿者身穿统一的深蓝色连体服,缓缓走进了一个被称为Biosphere 2的庞大玻璃封闭结构中。这座三英亩的玻璃宫殿不仅拥有热带雨林、海洋、草原和湿地等多种生态环境,还蕴藏着数千种精心挑选的动植物品种。接下来的两年,八人将在密封无比的生态舱内生活,呼吸着依靠内部植物光合作用产生的氧气,依赖废物循环系统维持环境平衡,完成一场堪称现代版“诺亚方舟”的生态冒险。Biosphere 2并不是一座简单的植物温室,而是一个几乎完全与外界隔绝的自给自足生态系统,在这个系统中,一切物质交换都被严格控制,只有阳光能透过玻璃照射进来。志愿者们的每一次呼吸,每一份食物,甚至每一滴水,都依赖着内部生态的巨大轮回。
实验的目的不仅在于理解封闭生态系统如何维持生命,更是为未来太空旅行、月球或火星上的长期生活提供理论基础和实践经验。八名被选中的志愿者大多数年轻且来自各行各业,只有两人拥有医学和科研背景。团队中的成员们要在内部分配职责,有人负责农业生产,有人负责废物处理,还有人负责维护生态仪器。刚进入生态舱时,所有人激情满满,带着对未来生活的无限想象和期盼。然而,实验进行过程中面对的挑战远超他们想象。食物的种植和收获成为一大难题。
虽然内部设有种植园和动物养殖区,志愿者们却发现他们生产的农作物产量远低于预期。在有限的品种下,他们不得不频繁食用相同的蔬菜和谷物,单调的饮食使得心理压力大增,体重普遍下降。知名医学研究者兼团队成员Roy Walford曾研究过限制热量饮食带来的健康益处,起初他认为减重并无大碍,但当体重降至青年时期水平时,饥饿感和能量不足导致的疲劳和情绪波动仍然难以忽视。营养匮乏使得团队内部分裂逐渐加深。部分成员主张应允许外部补充食物以维持体力和研究效率,另一部分则坚定执行封闭原则,认为实验成功的关键在于绝对的自给自足。随着时间推移,内部空气含氧量开始下降,志愿者们感受到了呼吸的困难。
起初,氧气还维持在大气标准水平21%左右,但经过几个月,氧气含量降至17%,类似海拔较高城市的稀薄空气,部分成员开始出现睡眠呼吸暂停,夜间醒来的现象。团队迅速调整策略,增植室内各处植物,包括楼梯间和墙面花园,同时技术人员优化废水湿地生态系统,以助维持空气质量和生态循环。然而,经过更长时间的努力,氧气浓度仍降至16%以下,成员们的体力和精神状态明显受损。实验面临前所未有的危机,团队内部的意见分歧也再次激化。最终,医疗负责人Roy判断团队成员的认知功能明显衰退,无法继续保障生命安全。1993年1月,实验团队不得不请求外界注入氧气,虽然行为有悖于最初的封闭原则,但没人质疑这一决定的合理性。
氧气进入生态舱后,团队成员精神为之一振,活动能力迅速恢复,笑声和活力再次回到这座玻璃宫殿。两年的密闭生活不仅是生理上的考验,更是一场心理挑战。在狭小空间、有限资源、集体生活的压力下,团队成员经历了冲突、怀疑和妥协。偷食香蕉蛋糕的趣闻、关于食物分配的争执,都展现出人在极端条件下的复杂情感和群体动力。曾被部分媒体标签为“嬉皮士”的团队成员们,事实上拥有极强的执行力和科学精神。他们不仅挑战了科学和工程边界,也让外界重新思考人类与生态系统的关系。
Biosphere 2揭示了人类对地球生命支持系统的依赖之深,同时映射出宇宙探险中遇到的技术与心理难题。实验结束时,八名志愿者第一个走出生态舱,面对自然空气时感慨万千。参与实验的人们在离开时经历了严密的医学检查,和首次由外界厨师烹制的饭菜。虽然Biosphere 2未能完全实现不依赖外部空气和食物的理想,但它作为科学实验,成功揭示诸多复杂机制,推动了生态工程、农业科学和太空生命维持系统研究。至今,这座建筑仍然矗立于亚利桑那,作为科学研究和公众参观的场所,吸引着众多好奇者和研究人员。Biosphere 2的故事告诉我们,地球本身正是一座庞大的、仍需我们珍惜和呵护的巨大生态舱。
我们每天呼吸的空气、饮用的水源、摄取的食物,都离不开这个复杂系统的良好运作。通过两个年头的封闭生活,参与者们切身体会到了环境保护的重要性和生态平衡的脆弱。Biosphere 2不仅是科学上的里程碑,也是激励我们尊重自然、思考未来生活方式的镜鉴。在面对气候变化和资源危机的当下,更显其现实意义和警示价值。