在浩瀚的宇宙中,我们人类是否能摆脱地球的束缚,在星际间安营扎寨?答案至今依旧未明。我们虽已窥探无数星辰,但那些被认定适宜居住的星球皆远在天边。例如,那些被科学家们称之为“超级地球”的星球,与我们相隔数十、甚至数百光年之遥,若要进行星际移民,现今的技术仍需数代人的努力。
在此之前,我们只能在折衷方案中找寻出路。例如,在火星之上搭建起一座据点,以便于地球不再适合居住之时,人类可以另谋生计。然而,建立如此一座火星基地,真能如我们所愿,轻易成真吗?我们又怎能确保此项建设的成功呢?科学家们同样对此心存疑虑,因此早在数十年前,他们便在沙漠中着手建立一个封闭的实验空间,以试图模拟一个完整的生态圈。
那么,这一实验最终成果如何?接下来,本文将从太空移民的设想、人造生物圈实验的过程以及其最终结局,为您细细道来。
火星,承载着人类的诸多期望,并非因其上存在生命,亦非生命可在此存活的确凿证据,而是因其与太阳的距离在可接受范围之内,且为岩石星球,温度尚可。简言之,人类对火星的垂涎,更像是对其地理的觊觎。
在火星上生活,我们不能如同在地球般自在,因为火星没有大气层,我们需要在火星建造出能够屏蔽紫外线和宇宙辐射的空间站。此外,能源问题亦至关重要,我们对于火星的了解仍不够充分,对于火星上存在的能源知之甚少。
幸运的是,我们已知月球蕴藏着丰富的氦-3,足以供人类使用。即使火星上无能源可言,我们仍可从月球搬运氦-3。因此,人类的计划是在火星建立一个密闭空间,足以支撑人类生存。
此空间的外墙必须透明,以接收阳光。其中不仅应有人类,还需有其他动植物共存,尤其是植物,若能形成“生产者—消费者—分解者”的循环模式,人类就能在火星自给自足。
这一设想在众多科幻电影中均有呈现,如《星际救援》中主角在火星种植土豆。然而,早在人类初探宇宙之际,就已开始构想,美国甚至进行了一项闻名遐迩的实验,即著名的“生物圈2号”。
美国亚利桑那州拥有大片沙漠,因与火星环境相似,常被用作电影取景地。上世纪80年代,在多位富商资助下,人造生物圈计划得以实施。历时八年,最终完工。
“生物圈2号”占地1.3万平方米,体积达14万立方米,科学家们在其中规划出七个区域,包括一块专门用于种植粮食的集约农业区,以及居住区,以供实验者居住。而热带雨林、热带草原、海洋、沼泽、沙漠等区域,旨在模拟地球的地貌。简而言之,这便是一个地球的微缩模型。科学家们将地球称为“生物圈1号”,而这个微型地球,便是“生物圈2号”。
在生物多样性方面,“生物圈2号”引入了4000多个物种,包括3000多种动植物以及1000多种微生物。这些生物主要来自南北回归线生态区,因为“生物圈2号”模拟的是回归线的气候,被认为是地球上最宜居的区域。一切似乎都安排得如此妥当,只待实验员入住。
1991年6月,8位参与“生物圈2号”建设的科学家成为实验员,男女各半。他们计划在“生物圈2号”中居住满两年。实验员们信心满满,认为对于8个人来说,这座人造生态圈绰绰有余,设施完备,堪称火星基地的理想模型。
最初,一切进展顺利,实验员们在各种实验中相互协作。然而好景不长,自从他们入住起,“生物圈2号”的氧气含量开始下降,逐渐低于21%,这对实验员们来说极为不利。他们不得不忍受着低氧状态工作。最初尚能勉强支撑,但随着时间推移,氧气含量持续降低,二氧化碳含量不断攀升。
实验员们很快感到不适,为了确保他们的安全,科学家们不得不输送氧气以改善环境。而当开始向“生物圈2号”供氧时,实验实际上已经宣告失败。然而,氧气含量下降仅是序幕,随后的一系列事件宛如末日来临的前兆。
开始时,“生物圈2号”中的4000多种生物生活得颇为舒适,种群数量也在增加。但随着时间流逝,生物种群数量开始下降,部分物种甚至灭绝,生物多样性降低,人造自然环境趋于崩溃。
实验空间内的水循环出现问题,微生物含量超标。种植区的粮食减产,实验员的食物供给减少,由于氧气含量下降,他们无法进行高强度农业活动,只能减缓呼吸频率以节省能量。
更糟糕的是,实验员的垃圾开始堆积,因微生物减少,粪便、剩菜等无法及时分解,导致恶臭。
原本以为的天堂,逐渐变成地狱,8位科学家开始产生摩擦,每个人都因精神压力而忘记了使命,只想着生存与逃离。当氧气含量降至16%时,他们无法忍受,在实验第21个月被迫撤离“生物圈2号”。
8位实验员高高兴兴地入住,最后却怨声载道地离开,彼此间的裂痕无法弥补。据说,他们自那以后再未见面。原本布置得如诗如画的“生物圈2号”,如今成了一个氧气稀薄、空气浑浊之地,而一些生物在实验员撤离后,仍在其中生存。
尽管“生物圈2号”实验失败,但该设施并未被拆除,而是成为了一座博物馆,向游客开放,告诫人们地球生态系统的不可复制性。
尽管上世纪七八十年代太空技术飞速发展,人类完成了登月、探测火星等壮举,似乎即将离开地球。但“生物圈2号”的失败表明,人类无法模仿地球生态系统,因为大自然是一环扣一环的,我们的模仿不过是浅尝辄止。地球生态系统历经数十亿年的演变,人类试图用几年时间复制,几乎不可能。
然而,尽管“生物圈2号”以惨淡收场,它也留下了宝贵的数据,为未来生态系统研究提供了参考。实验失败后,人类继续设计生态系统,但规模更为有限,如中国的“月宫一号”计划,从一块36平方米的菜园开始。
人类是地球塑造的生物之一,生命离不开水,大部分生命离不开氧气,人类虽自视为地球的主宰,实则一直被“困”在地球。
地球对人类至关重要,而人类对地球却并非不可或缺,这是一个悲伤的事实,正如“生物圈2号”所揭示的那样。