Biosféra 2 - Biosphere 2

Biosféra 2
Biosphere 2 Habitat & Lung 2009-05-10.jpg
Exteriér biosféry 2
Biosphere 2 se nachází v Arizoně
Biosféra 2
Umístění v Arizoně
Biosphere 2 se nachází ve Spojených státech
Biosféra 2
Biosféra 2 (Spojené státy)
Obecná informace
Typ Výzkumné zařízení
Umístění Oracle , Arizona , Spojené státy americké
Adresa 32540 S Biosphere Rd, Oracle, AZ 85739
Souřadnice 32 ° 34'44 "N 110 ° 51'02" W / 32,578778 ° N 110,850594 ° W / 32,578778; -110,850594 Souřadnice: 32 ° 34'44 "N 110 ° 51'02" W / 32,578778 ° N 110,850594 ° W / 32,578778; -110,850594
Nadmořská výška 3820 stop (1164 m)
Stavba zahájena 1987
Dokončeno 1991
Majitel University of Arizona
Technické údaje
Podlahová plocha 3,14 akrů (12 700 m 2 )
Důvody 40 akrů (160 000 m 2 )
webová stránka
biosféra2 .org

Biosphere 2 je zařízení pro výzkum vědy o systému americké Země, které se nachází ve městě Oracle v Arizoně . Jejím posláním je sloužit jako centrum pro výzkum, dosah, výuku a celoživotní učení o Zemi, jejích živých systémech a jejím místě ve vesmíru. Jedná se o 3,14 akrů (1,27 ha) strukturu původně postavenou jako umělý, materiálně uzavřený ekologický systém nebo vivárium . Zůstává největším uzavřeným ekologickým systémem, jaký byl kdy vytvořen.

Biosphere 2, postavená v letech 1987 až 1991, měla původně demonstrovat životaschopnost uzavřených ekologických systémů podporovat a udržovat lidský život ve vesmíru jako náhradu za biosféru Země . Byl navržen tak, aby prozkoumal síť interakcí v životních systémech ve struktuře s různými oblastmi založenými na různých biologických biomech . Kromě několika biomů a obytných prostor pro lidi zde byla zemědělská oblast a pracovní prostor pro studium interakcí mezi lidmi, zemědělstvím, technologiemi a zbytkem přírody jako nový druh laboratoře pro studium globální ekologie. Jeho posláním byl dvouletý uzavírací experiment s posádkou osmi lidí („biosfériáni“). Dlouhodobě to bylo považováno za předzvěst získání znalostí o využití uzavřených biosfér při vesmírné kolonizaci . Jako experimentální ekologické zařízení umožnilo studium a manipulaci s mini biosférickým systémem, aniž by došlo k poškození biosféry Země.

Jeho sedm oblastí biomu bylo dešťový prales o rozloze 1900 metrů čtverečních (20 000 čtverečních stop) , oceán o rozloze 850 metrů čtverečních (9 100 čtverečních stop) s korálovým útesem , mangrovové mokřady o rozloze 450 metrů čtverečních (4 800 čtverečních stop). Pastviny savany o rozloze 1300 metrů čtverečních (14 000 čtverečních stop), mlžná poušť o rozloze 1400 metrů čtverečních (15 000 čtverečních stop) a dva antropogenní biomy: zemědělský systém o rozloze 2500 metrů čtverečních (27 000 čtverečních stop) a lidské stanoviště s obytné prostory, laboratoře a dílny. Pod zemí byla rozsáhlá část technické infrastruktury. Topná a chladicí voda cirkulovala nezávislými potrubními systémy a pasivní solární vstup skrz panely skleněného prostoru pokrývající většinu zařízení a elektrická energie byla dodávána do biosféry 2 z místního energetického centra na zemní plyn.

Biosféra 2 byla pro své původní zamýšlené účely použita pouze dvakrát jako experiment s uzavřeným systémem: jednou od roku 1991 do roku 1993 a podruhé od března do září 1994. Oba pokusy, přestože byly silně propagovány, narazily na problémy, včetně malého množství potravin a kyslík, odumření mnoha živočichů a rostlin zahrnutých do experimentu (i když se to očekávalo, protože projekt používal strategii záměrného „balení druhů“ s předvídáním ztrát při vývoji biomů), skupinové dynamické napětí mezi rezidentní posádkou, mimo politiku a boj o moc nad řízením a směřováním projektu. Experimenty uzavírání však vytvářely světové rekordy v uzavřených ekologických systémech, zemědělské výrobě, zlepšování zdravotního stavu díky dietě s vysokým obsahem živin a nízkým obsahem kalorií, kterou posádka sledovala, a vhledu do sebeorganizace složitých biomických systémů a atmosférické dynamiky. Druhý uzavírací experiment dosáhl úplné potravinové dostatečnosti a nevyžadoval injekci kyslíku.

V červnu 1994, v polovině druhého experimentu, byla řídící společnost Space Biosphere Ventures rozpuštěna a zařízení bylo ponecháno v limbu. Columbia University převzala vedení zařízení v roce 1995 a používala jej k provádění experimentů až do roku 2003. Poté se zdálo, že hrozí demolice, aby uvolnila místo pro bydlení a maloobchodní prodejny, ale v roce 2007 jej převzal pro výzkum University of Arizona Text. University of Arizona vzal plné vlastnictví struktury v roce 2011.

Plánování a stavba

Projekt Biosféra 2 zahájil v roce 1984 podnikatel a miliardář filantrop Ed Bass a systémový ekolog John P. Allen . Společnost Bass poskytla do roku 1991 financování ve výši 150 milionů USD. Bass a Allen se setkali v 70. letech na Synergia Ranch , komunitě kontrakultur. v čele s Allenem, který prosazoval koncept „ Spaceship Earth “ společnosti Buckminster Fuller a prozkoumal myšlenku biosfér jako útočiště před katastrofami, jako je jaderná válka. Několik dalších bývalých členů Synergia Ranch se také připojilo k projektu Biosphere 2.

Stavbu v letech 1987 až 1991 prováděl Space Biosphere Ventures, společný podnik, jehož hlavními důstojníky byli John P. Allen, vynálezce a výkonný předseda; Margaret Augustine, generální ředitel; Marie Harding, viceprezidentka pro finance; Abigail Alling, viceprezidentka pro výzkum; Mark Nelson, ředitel vesmírných a environmentálních aplikací, William F. Dempster, ředitel systémového inženýrství a Norberto Alvarez-Romo, viceprezident pro řízení misí.

Byl pojmenován „Biosféra 2“, protože to měla být druhá plně soběstačná biosféra po samotné Zemi („Biosféra 1“).

Umístění

Biosféra 2 se nachází v rozlehlém vědeckém kampusu o rozloze 40 akrů (16 hektarů), který je přístupný veřejnosti.
Exteriér zobrazující části biomu deštného pralesa a stanoviště se západními plícemi v pozadí

Skleněný a kosmický rám se nachází v Oracle v Arizoně na úpatí pohoří Santa Catalina , asi 50 minut severně od Tucsonu . Jeho nadmořská výška je asi 4 000 stop (1 200 m) nad hladinou moře.

Inženýrství

Biosféra 2, při pohledu ze thornscrub, v přechodové zóně mezi Savannah a poušť (popředí) a oceánu (pozadí) úseků
Část mlžné pouště Biosféry 2 v roce 2005
Biome tropického deštného pralesa v únoru 2017

Nadzemní fyzická struktura biosféry 2 byla vyrobena z ocelových trubek a vysoce výkonných skleněných a ocelových rámů. Rám a zasklívací materiály byly navrženy a vyrobeny podle specifikace firmy vedené jednorázovým spolupracovníkem Buckminster Fuller Peterem Jonem Pearcem (Pearce Structures, Inc.). Okenní těsnění a konstrukce musely být navrženy tak, aby byly téměř dokonale vzduchotěsné, aby výměna vzduchu byla extrémně nízká, což by umožňovalo sledování jemných změn v průběhu času. Patentované metody vzduchotěsného utěsnění, vyvinuté společnostmi Pearce a William Dempster, dosahovaly míry úniku méně než 10% ročně. Bez takového těsné uzavření, pomalý pokles kyslíku ke kterému došlo při rychlosti nižší než 1 / 4 nemusí byly pozorovány% za měsíc během prvního dvouletého uzavření experimentu.

Přes den vedlo sluneční teplo k expanzi vzduchu uvnitř a v noci se ochlazovalo a smršťovalo. Aby se konstrukce nemusela vypořádávat s obrovskými silami, které by udržování konstantního objemu vytvářelo, měla velké membrány uložené v kopulích nazývaných „plíce“ neboli struktury s proměnným objemem.

Vzhledem k tomu, že otevření okna nebylo možné, struktura také vyžadovala propracovaný systém pro regulaci teplot v požadovaných parametrech, které se lišily pro různé biomické oblasti. Ačkoli chlazení bylo největší energetickou potřebou, v zimě muselo být dodáváno topení a klíčovými součástmi energetického systému byly uzavřené smyčky a vzduchotechnika. Energetické centrum na místě poskytovalo elektřinu a ohřívanou a chlazenou vodu s využitím generátorů zemního plynu a záložních generátorů, chladičů čpavku a vodních chladicích věží.

První mise

První uzavřená mise trvala od 26. září 1991 do 26. září 1993. Posádku tvořili: lékař a výzkumník Roy Walford , Jane Poynter , Taber MacCallum , Mark Nelson , Sally Silverstone, Abigail Alling, Mark Van Thillo a Linda Leigh.

Zemědělský systém produkoval 83% celkové stravy, která zahrnovala plodiny banánů, papájí, sladkých brambor, řepy, arašídů, lablabů a fazolí cowpea , rýže a pšenice. Zejména během prvního roku hlásilo osm obyvatel neustálý hlad. Výpočty ukázaly, že farma Biosphere 2 patřila k nejproduktivnějším na světě, „které přesahují více než pětinásobek nejúčinnějších agrárních komunit Indonésie, jižní Číny a Bangladéše“.

Konzumovali stejnou nízkokalorickou výživu bohatou na živiny, kterou Roy Walford studoval ve svém výzkumu prodloužení délky života dietou . Lékařské ukazatele naznačovaly, že zdraví posádky během dvou let bylo vynikající. Ukázali stejné zlepšení zdravotních indexů, jako je snížení hladiny cholesterolu v krvi, krevní tlak, posílení imunitního systému. V průběhu druhého roku ztratili v průměru 16% své tělesné hmotnosti před vstupem, než se stabilizovali a znovu nabyli nějaké hmotnosti. Následné studie ukázaly, že metabolismus biosféry se stal účinnějším při získávání živin z jejich jídla jako adaptace na nízkokalorickou a vysoce výživnou dietu. „Celkové zdraví posádek biosféry uvnitř biosféry 2 potvrzuje, že původní konstrukce technosférických systémů biosféry 2 zabránila hromadění toxinů a bioregenerativní technologie a životní systémy uvnitř biosféry 2 udržovaly zdravé prostředí.“

Některá z domácích zvířat, která byla zařazena do zemědělské oblasti během první mise, zahrnovala: čtyři africké trpasličí kozy a jednu kozelku; 35 slepic a tři kohouti (směs slepice indické džungle ( Gallus gallus ), japonského hedvábného bantamu a jejich křížence); dvě prasnice a jedna kančí Ossabawská zakrslá prasata ; a ryby tilapie pěstované v systému rybníků na rýži a azolu pocházejících před tisíci lety v Číně.

Byla praktikována strategie „balení druhů“, aby se zajistilo, že potravinové sítě a ekologické funkce budou zachovány, pokud některé druhy nepřežijí. Oblast mlžného pouště získala díky kondenzaci z vesmírného rámce více chaparralního charakteru. Savana byla sezónně aktivní; jeho biomasa byla rozřezána a uložena posádkou v rámci hospodaření s oxidem uhličitým. Průkopnické druhy deštných pralesů rychle rostly, ale stromy tam a v savaně trpěly etiolací a slabostí způsobenou nedostatkem stresového dřeva , které obvykle vzniklo v reakci na vítr v přírodních podmínkách. Korály se reprodukovaly v oblasti oceánů a posádka pomáhala udržovat zdraví oceánského systému ručním sběrem řas z korálů, manipulací s uhličitanem vápenatým a hladinami pH, aby se zabránilo příliš kyselému oceánu, a nainstalováním vylepšeného skimmeru na bílkoviny, který doplnil drtič řas systém původně nainstalovaný k odstranění přebytečných živin. Oblast mangrovových porostů se vyvíjela rychle, ale s méně podrostem než typická mokřad, možná kvůli snížené hladině světla. Přesto to bylo považováno za úspěšný analog k oblasti Everglades na Floridě, kde byly sbírány mangrovy a bažiny.

Biosféra 2 měla díky své malé velikosti a pufrům a koncentraci organických materiálů a života větší výkyvy a rychlejší biogeochemické cykly, než jaké se nacházejí v biosféře Země. Většina zavlečených druhů obratlovců a prakticky všechen opylující hmyz uhynul, přestože došlo k reprodukci rostlin a zvířat. Hmyzí škůdci, jako švábi , vzkvétali. Mnoho hmyzu bylo zahrnuto do původních směsí druhů v biomech, ale globálně invazivní trampský druh mravenců, Paratrechina longicornis , neúmyslně uzavřený, ovládl jiné druhy mravenců. Plánovaná ekologická posloupnost v deštném pralese a strategie na ochranu oblasti před drsným dopadajícím slunečním zářením a solnými aerosoly z oceánu fungovaly dobře a překvapivé množství původní biodiverzity přetrvávalo. Biosféra 2 ve svém raném ekologickém vývoji byla přirovnávána k ostrovní ekologii.

Skupinová dynamika: psychologie, konflikty a spolupráce

Pohled na část jídelny pro posádku, obsluhující pult z kuchyně a schodiště do zábavní oblasti
Kuchyň posádky, jak původně vypadala během první mise

Velká část důkazů o izolovaných lidských skupinách pochází z psychologických studií vědců přezimujících na antarktických výzkumných stanicích. Studium tohoto jevu je „ psychologie omezeného prostředí “ ( srov. Psychologie životního prostředí ) a podle Jane Poynterové to bylo známé jako výzva a často se posádky rozdělovaly na frakce.

Než byla první uzavírací mise v polovině, skupina se rozdělila na dvě frakce a podle Poyntera se z lidí, kteří byli důvěrnými přáteli, stali nesmiřitelní nepřátelé, jen stěží mluvíme. Jiní poukazují na to, že posádka nadále spolupracovala jako tým na dosažení cílů experimentu s vědomím, že jakákoli akce, která poškodí biosféru 2, může ohrozit jejich vlastní zdraví. To je v protikladu k jiným expedicím, kde vnitřní tření může vést k nevědomému vzájemnému sabotování a celkovému poslání. Celá posádka cítila velmi silné a viscerální pouto se svým živým světem. Velmi viscerálně a hluboce udržovali kvalitu vzduchu a vody, atmosférickou dynamiku a zdraví životních systémů neustále ve své pozornosti. Toto intimní „metabolické spojení“ umožnilo posádce rozeznat a reagovat i na jemné změny v živých systémech. (Alling et al., 2002; Alling a Nelson, 1993). „Ocenění hodnoty propojenosti a vzájemné závislosti biosféry bylo oceněno jako každodenní krása a náročná realita“, Walford později přiznal „Některé se mi nelíbí, ale byli jsme sakra tým. Taková byla povaha factionalismus ... ale navzdory tomu jsme tu zatracenou věc spustili a úplně jsme spolupracovali “.

Frakce uvnitř bubliny vznikly z roztržky a boje o moc mezi partnery společného podniku o tom, jak by měla věda postupovat, jako biosféra nebo specializované studie ekosystémů (vnímány jako redukcionistické). Frakce, která zahrnovala Poyntera, silně cítila, že rostoucí výzkum by měl mít přednost před mírou uzavření. Druhá frakce podpořila projektové řízení a celkové cíle mise. 14. února odstoupila část Vědeckého poradního výboru (SAC). Časopis Time napsal: „Nyní praskla věrohodnost, již pohmožděná obviněním z údajů náchylných k neoprávněnému zásahu, tajných keší s jídlem a pašovaných zásob ... dvouletý experiment v soběstačnosti začíná vypadat méně jako věda a spíše jako kousek 150 milionů dolarů “. Ve skutečnosti byl NSS rozpuštěn, protože se odchýlil od svého mandátu přezkoumávat a zlepšovat vědecký výzkum a zapojil se do prosazování změn managementu. Většina členů SAC se rozhodla zůstat jako konzultanti biosféry 2. Doporučení SAC ve své zprávě byla provedena, včetně nového ředitele pro výzkum [Dr. Jack Corliss], umožňující import/export vědeckých vzorků a zařízení prostřednictvím přechodových komor zařízení za účelem zvýšení výzkumu a snížení pracovní síly posádky a vytvoření formálního výzkumného programu. Do výzkumného programu, v jehož čele stáli Walford a Alling, bylo zahrnuto přibližně šedesát čtyři projektů.

K nízké morálce nepochybně přispěl nedostatek kyslíku a dieta omezená na kalorie, bohatá na živiny. Frakce Alling se obávala, že skupina Poynterů byla připravena jít tak daleko, že dováží potraviny, pokud by to znamenalo udělat je vhodnějšími pro provádění výzkumných projektů. Domnívali se, že to bude podle definice selhání projektu.

V listopadu 1992 začali hladoví biosféřané jíst zásoby osiva, které nebyly pěstovány v biosféře 2. Poynter o tom uvědomil Chris Helms, PR ředitel pro podnik. Margret Augustine, generální ředitelka Space Biospheres Ventures, ji okamžitě propustila a řekla jí, aby vyšla z biosféry. Tento rozkaz však nebyl nikdy splněn. Poynter píše, že se jednoduše rozhodla zůstat na místě, správně zdůvodňuje, že příkaz nelze vynutit bez účinného ukončení uzavření.

Izolované skupiny mají tendenci přikládat větší význam skupinovým dynamickým a osobním emočním výkyvům běžným ve všech skupinách. Některé zprávy od posádek polárních stanic přeháněly psychologické problémy. Ačkoli si někteří z prvního uzavíracího týmu mysleli, že jsou v depresi, psychologické vyšetření biosféry neprokázalo žádnou depresi a odpovídalo profilu průzkumníka/dobrodruha, přičemž ženy i muži testovali velmi podobně jako astronauti. Jeden z psychologů poznamenal: „Pokud bych byl ztracen v Amazonii a hledal průvodce, jak se dostat ven a přežít, pak by [biosférická posádka] byla nejlepší volbou.“

Výzvy

Mezi problémy a nesprávné výpočty, se kterými se setkala v první misi, patřila neočekávaná kondenzace způsobující, že „poušť“ byla příliš mokrá, populační výbuchy skleníkových mravenců a švábů, ranní sláva přerůstající oblast deštného pralesa, blokování ostatních rostlin a méně slunečního světla (40–50% venku světlo) vstupující do zařízení, než se původně očekávalo. Biosféřané zasáhli, aby v případě potřeby zachovali biologickou rozmanitost a ovládali invazivní rostliny, přičemž fungovali jako „ klíčoví dravci “. Kromě toho byla samotná konstrukce výzvou; například bylo obtížné manipulovat s vodními plochami, aby měly vlny a přílivové změny. Inženýři přišli s inovativními řešeními pro doplnění přirozených funkcí, které biosféra Země běžně plní, např. Vakuová čerpadla vytvářející v oceánu jemné vlny bez ohrožení mořské bioty, propracované systémy vytápění a chlazení. Veškerá technologie byla vybrána tak, aby minimalizovala odplyňování a vypouštění škodlivých látek, které by mohly poškodit život Biosféry 2.

Když se veřejnost dozvěděla, že projekt umožnil zraněnému členovi odejít a vrátit se, s novým materiálem uvnitř, došlo ke kontroverzi. Tým tvrdil, že jedinými novými dodávkami byly plastové tašky, ale jiní je obvinili z přinesení jídla a dalších věcí. Další kritika byla vznesena, když se dozvěděli, že podobně projekt vstřikuje kyslík v lednu 1993, aby nahradil selhání rovnováhy systému, které mělo za následek neustálý pokles množství kyslíku. Někteří si mysleli, že tyto kritiky ignorovaly, že biosféra 2 je experiment, kde by došlo k neočekávanému, což přispělo k poznání, jak se vyvíjejí a interagují složité ekologie, nikoli demonstrace, kde bylo vše předem známo. HT Odum poznamenal: „Proces řízení v letech 1992–1993 využívající data k rozvoji teorie, testování pomocí simulace a uplatňování nápravných opatření byl nejlepší vědeckou tradicí. Přesto někteří novináři ukřižovali vedení ve veřejném tisku a projekt považovali za byla to olympijská soutěž, abychom zjistili, kolik se toho dá udělat bez otevření dveří “.

Kyslíku uvnitř objektu, který začal na 20,9%, klesl stálým tempem a po 16 měsících poklesla na 14,5%. To odpovídá dostupnosti kyslíku v nadmořské výšce 4 080 metrů (13 390 stop). Protože někteří biosféřané začínali mít příznaky jako spánková apnoe a únava, rozhodli se Walford a lékařský tým v lednu a srpnu 1993 zvýšit kyslík injekcemi. Pokles kyslíku a minimální odezva posádky naznačovaly, že lidské tlaky vyvolávají změny tlaku adaptační reakce. Tyto studie rozšířily program biomedicínského výzkumu.

Správa CO
2
úrovně byla zvláštní výzva a zdroj kontroverze ohledně údajného zkreslování projektu Biosphere 2 veřejnosti. Denní fluktuace dynamiky oxidu uhličitého byla typicky 600 ppm kvůli silnému čerpání během slunečních hodin fotosyntézou rostlin , následované podobným nárůstem v noci, kdy dominovalo dýchání systému . Jak se dalo očekávat, došlo také k silnému sezónnímu podpisu CO
2
úrovně, se zimními hladinami až 4 000–4 500 ppm a letními úrovněmi blízko 1 000 ppm. Posádka pracovala na řízení CO
2
občasným zapnutím CO
2
pračka
, aktivace a deaktivace pouště a savany prostřednictvím ovládání zavlažovací vody, řezání a skladování biomasy k sekvestraci uhlíku a využití všech potenciálních oblastí výsadby rychle rostoucími druhy ke zvýšení systémové fotosyntézy. V listopadu 1991 vyšetřovací zprávy v The Village Voice tvrdily, že posádka tajně nainstalovala CO
2
mycí zařízení, a tvrdil, že to porušuje inzerovaný cíl Biosphere 2 přirozenou recyklací všech materiálů. Jiní poukázali na to, že na zařízení na oxid uhličitý není nic tajného a že představuje další technický systém rozšiřující ekologické procesy. Odlučovač uhlíku by mohl zvrátit chemické reakce a uvolnit tak uložený oxid uhličitý v pozdějších letech, kdy by zařízení mohlo potřebovat další uhlík.

Mnozí měli podezření, že pokles kyslíku byl způsoben mikroby v půdě. Půdy byly vybrány tak, aby měly dostatek uhlíku, který rostlinám ekosystémů umožní růst od dětství do dospělosti, což je nárůst hmotnosti rostlin asi o 20 malých tun (18 000 kg). Rychlost uvolňování tohoto půdního uhlíku jako oxidu uhličitého dýcháním půdních mikrobů byla neznámá, což měl experiment s biosférou 2 odhalit. Následný výzkum ukázal, že zemědělské půdy Biosphere 2 dosáhly stabilnějšího poměru uhlíku a dusíku, čímž se snížila míra CO
2
vydání, do roku 1998.

Rychlost dýchání byla rychlejší než fotosyntéza (možná částečně kvůli relativně nízké penetraci světla zasklenou strukturou a skutečnosti, že biosféra 2 začala s malou, ale rychle rostoucí rostlinnou biomasou), což vedlo k pomalému poklesu kyslíku. Pokles kyslíku provázela záhada: odpovídající nárůst oxidu uhličitého se neobjevil. To skrylo základní proces, dokud vyšetřování Jeffa Severinghause a Wallace Broeckera z observatoře Země Lamont Doherty na Kolumbijské univerzitě pomocí izotopické analýzy neprokázalo, že oxid uhličitý reagoval s obnaženým betonem uvnitř biosféry 2 za vzniku uhličitanu vápenatého v procesu zvaném karbonatace , čímž došlo k sekvestraci obou uhlíků. a kyslík.

Druhá mise

Po první misi biosféry 2 byl proveden rozsáhlý výzkum a vylepšení systému, včetně utěsnění betonu, aby se zabránilo absorpci oxidu uhličitého. Druhá mise začala 6. března 1994 s ohlášeným deseti měsíci. Posádku tvořili Norberto Alvarez-Romo (kpt.), John Druitt, Matt Finn, Pascale Maslin, Charlotte Godfrey, Rodrigo Romo a Tilak Mahato. Druhá posádka dosáhla úplné dostatečnosti ve výrobě potravin.

1. dubna 1994 vedl vážný spor v rámci manažerského týmu k svržení správy na místě federálními maršály sloužícími soudnímu zákazu a finančník Ed Bass najal Steva Bannona , tehdejšího manažera investičního bankovnictví Bannon & Co. tým z Beverly Hills v Kalifornii, aby provozoval Space Biospheres Ventures. Projekt byl uveden do nucené správy a byl nainstalován externí řídící tým, aby přijímač otočil projekt zmítání. Důvod sporu byl trojí. Špatné řízení mise způsobilo hroznou publicitu, finanční špatné řízení a nedostatek výzkumu. Lidé tvrdili, že projekt byl finančně špatně zvládnut, což vedlo ke ztrátě 25 milionů dolarů ve fiskálním roce 1992. Někteří členové posádky a zaměstnanci byli znepokojeni Bannonem, který dříve vyšetřoval překročení nákladů na místě; dva bývalí členové posádky Biosféry 2 odletěli zpět do Arizony na protest proti nájmu a vnikli do areálu, aby varovali současné členy posádky, že Bannon a nové vedení ohrozí jejich bezpečnost.

Ve 3 hodiny ráno, 5. dubna 1994, Abigail Alling a Mark Van Thillo, členové první posádky, údajně zpustošili projekt zvenčí, přičemž otevřeli jedny dveře s dvojitým vzduchovým uzávěrem a tři jednodveřové nouzové východy a nechali je otevřené asi 15 minut. Rozbitých bylo také pět skleněných tabulí. Alling později řekl Chicago Tribune , že "považovala biosféru za nouzový stav ... V žádném případě to nebyla sabotáž. Byla to moje odpovědnost." Podle systémové analytičky Donelly Meadows , která obdržela sdělení od Alling, bylo během této doby vyměněno asi 10% vzduchu v biosféře s vnějším prostředím, podle kterého ona a Van Thillo považovali za svou etickou povinnost dát těm, kdo jsou uvnitř, možnost pokračovat v drasticky změnil lidský experiment nebo odešel, protože nevěděli, co bylo posádce řečeno o nové situaci. „Dne 1. dubna 1994, přibližně v 10 hodin dopoledne, dorazily na místo biosféry limuzíny ... se dvěma investičními bankéři najatými panem Bassem ... Dorazili s dočasným soudním příkazem k převzetí přímé kontroly nad projektem. ... S nimi bylo 6-8 policistů najatých organizací Bass ... Okamžitě vyměnili zámky v kancelářích ... Změnily se všechny komunikační systémy (telefonní a přístupové kódy) a [nám] bylo zabráněno v přijímání jakýchkoli údaje týkající se bezpečnosti, provozu a výzkumu biosféry 2. “ Alling ve svém dopise několikrát zdůraznila, že „bankéři“, kteří najednou převzali „nic nevěděli technicky ani vědecky a málo o biosférické posádce“.

O čtyři dny později kapitán Norberto Alvarez-Romo (do té doby ženatý s generální ředitelkou biosféry 2 Margaret Augustinovou) po suspendaci své manželky biosféru nečekaně opustil kvůli „rodinné nouzi“. Nahradil ho Bernd Zabel, který byl nominován jako kapitán první mise, ale který byl na poslední chvíli nahrazen. O dva měsíce později Matt Smith nahradil Matta Finna.

Vlastnická a správcovská společnost Space Biospheres Ventures byla rozpuštěna 1. června 1994. Vědecké a obchodní řízení mise tak zůstalo prozatímnímu týmu obratů, který byl smluvně uzavřen s finančním partnerem, Decisions Investment Co.

Mise 2 byla předčasně ukončena 6. září 1994. Z biosféry 2 nevyrostla žádná další celková systémová věda, protože zařízení bylo Kolumbijskou univerzitou změněno z uzavřeného ekologického systému na „průtokový“ systém, kde CO
2
bylo možné manipulovat na požadovaných úrovních.

Steve Bannon opustil Biosféru 2 po dvou letech, ale jeho odchod byl poznamenán občanskou žalobou „zneužití procesu“, kterou proti Space Biosphere Ventures podali bývalí členové posádky, kteří se vloupali. Vedoucí manažeři Biosféry 2 z původní zakládající skupiny uvedli obojí zneužívající chování Bannona a dalších a že skutečným cílem bankéřů bylo zničit experiment. Během soudu v roce 1996 Bannon vypověděl, že nazval jednu z žalobců Abigail Allingovou „sebestřednou, oklamanou mladou ženou“ a „bimbo“. Rovněž vypověděl, že když žena podala pětistránkovou stížnost popisující bezpečnostní problémy na místě, slíbil, že stížnost strčí „do krku“. Bannon to připisoval „tvrdým pocitům a zlomeným snům“. Na konci procesu soud rozhodl ve prospěch žalobců a nařídil společnosti Space Biosphere Ventures zaplatit jim 600 000 dolarů, ale také nařídil žalobcům zaplatit společnosti 40 089 dolarů za škodu, kterou způsobili.

Věda

Zvláštní vydání časopisu Ecological Engineering, které upravili Marino a Howard T. Odum, bylo vydáno v roce 1999 jako „Biosféra 2: Výzkum minulosti a současnosti“ představuje nejkomplexnější soubor shromážděných příspěvků a nálezů z Biosféry 2. Papíry se pohybují od kalibrovaných modelů , které popisují metabolismus systému, hydrologickou rovnováhu a teplo a vlhkost, k papírům, které popisují vývoj deštných pralesů, mangrovových, oceánských a agronomických systémů v tomto prostředí bohatém na oxid uhličitý. Ačkoli několik disertačních prací a mnoho vědeckých prací používalo data z experimentů předčasného uzavření v Biosféře 2, velká část původních dat nebyla nikdy analyzována a není k dispozici nebo se ztratila, možná kvůli vědecké politice a bojům.

Historička vědy Rebecca Redierová tvrdila, že protože tvůrci Biosféry 2 byli vnímáni jako outsideri akademické vědy, projekt byl zkoumán, ale špatně chápán v médiích, a že toto zkoumání přestalo poté, co Kolumbijská univerzita převzala vedení, protože se předpokládalo, že byli „ řádní „vědci.

Pochvala a kritika

Jeden pohled na biosféru 2 byl, že to byl „nejzajímavější vědecký projekt, který měl být ve Spojených státech proveden od doby, kdy nás prezident John F. Kennedy vyslal k Měsíci“. Jiní tomu říkali „ hnací kolo New Age maskované jako věda“. John Allen a Roy Walford měli tradiční pověření. John Allen získal titul v oboru metalurgicko-těžebního inženýrství na Colorado School of Mines a titul MBA na Harvard Business School. Roy Walford získal doktorát medicíny na University of Chicago a 35 let učil na UCLA jako profesor patologie. Mark Nelson získal titul Ph.D. v roce 1998 pod profesorem HT Odumem v ekologickém inženýrství dále rozvíjel vybudované mokřady používané k čištění a recyklaci odpadních vod v biosféře 2, k ochraně korálových útesů podél pobřeží Yucatánu, kde byly shromažďovány korály. Linda Leigh získala doktorát disertační prací o biologické rozmanitosti a deštném pralese Biosféra 2 ve spolupráci s Odumem. Abigail Alling, Mark van Thillo a Sally Silverstone pomohli založit nadaci Biosphere Foundation, kde pracovali na ochraně korálových útesů a moří a udržitelných zemědělských systémech. Jane Poynter a Taber MacCallum spoluzaložili společnost Paragon Space Development Corporation, která studovala první mini-uzavřený systém a první celý životní cyklus zvířat ve vesmíru a pomáhala při vytváření světových rekordů ve sjezdech ve vysokých nadmořských výškách.

Marc Cooper zpochybňující pověření účastníků (navzdory příspěvku světových špičkových vědců a mimo jiné Ruské akademie věd v přípravné fázi Biosféry 2) mimo jiné napsal, že „skupina, která projekt Biosféry vybudovala, vymyslela a řídí není skupina špičkových vědců na špičce vědy, ale klika recyklovaných divadelníků, která se vyvinula z autoritářského-a rozhodně nevědeckého-kultu osobnosti “. Měl na mysli Ranč Synergia v Novém Mexiku , kde skutečně mnoho biosféřanů cvičilo divadlo pod vedením Johna Allena, a začali rozvíjet myšlenky stojící za biosférou 2. Založili také institut ekotechniky a zahájili inovativní terénní projekty v náročných biomech prosazovat zdravou integraci lidských technologií a prostředí, kde mnoho kandidátů na biosféru získalo zkušenosti s provozováním komplexních projektů v reálném čase.

Jeden z jejich vlastních vědeckých poradců byl dříve kritický. Dr. Ghillean Prance , ředitel Královské botanické zahrady v Kew , navrhl biom deštného pralesa uvnitř biosféry. Ačkoli později změnil svůj názor, uznal jedinečný rozsah tohoto experimentu a přispěl k jeho úspěchu jako konzultant, v rozhovoru z roku 1983 (8 let před začátkem experimentu) Prance řekl: „Byl jsem přitahován institutem ekotechniky protože se snižovaly prostředky na výzkum a zdálo se, že ústav má spoustu peněz, které byl ochoten volně utrácet. Spolu s ostatními jsem byl špatně využíván. Jejich zájem o vědu není skutečný. Zdá se, že mají nějaký druh tajná agenda, zdá se, že se řídí nějakým náboženským nebo filozofickým systémem. “ Prance pokračoval v rozhovoru pro noviny z roku 1991 a řekl: „Jsou vizionáři ... A možná aby naplnili svou vizi, stali se poněkud kultovními. Ale sami o sobě nejsou žádným kultem ... Zajímají mě systémy ekologické obnovy. A Myslím, že z tohoto experimentu mohou plynout nejrůznější vědecké věci, daleko za vesmírným cílem ... Když ke mně přišli s tímto novým projektem, vypadali tak dobře organizovaní, tak inspirovaní, prostě jsem se rozhodl zapomenout na minulost. Nedrž jejich minulost proti nim. "

Poynter ve svých pamětech vyvrací kritiku, že protože někteří tvůrčí tým Biosféry 2 nebyli důvěryhodnými vědci, jsou výsledky snažení neplatné. „Někteří reportéři vrhli obvinění, že jsme nevědečtí. Zjevně proto, že mnozí manažeři SBV nebyli sami vědci s odporem, což zpochybnilo celou platnost projektu, přestože někteří z nejlepších světových vědců na návrhu projektu energicky pracovali a Operace. Kritika nebyla spravedlivá. Od té doby, co jsem opustil Biosféru 2, provozuji deset let malou firmu, která vysílá experimenty na raketoplán a na vesmírnou stanici a navrhuje systémy podpory života pro náhradní raketoplán a budoucí měsíční základnu. nemají titul, dokonce ani MBA z Harvardu, jako měl John [Allen]. Najímám vědce a špičkové inženýry. Důvěryhodnost naší společnosti není zpochybňována kvůli mým pověření: jsme posuzováni podle kvality naší práce “ . HT Odum poznamenal, že mavericks a outsideri často přispívají k rozvoji vědy: „Původní vedení biosféry 2 bylo mnohými vědci považováno za netrénované pro nedostatek vědeckých titulů, přestože se po deset let zabývali přípravným studijním programem, interakce s mezinárodním společenstvím vědců včetně Rusů zapojených do uzavřených systémů. Historie vědy má mnoho příkladů, kdy lidé s atypickým pozadím otevírají vědu novými směry, v tomto případě zavádějí organizaci mezokosmu a ekologické inženýrství s novými hypotézami “.

Poradní výbor pro vědu o biosféře 2, kterému předsedal Tom Lovejoy ze Smithsonian Institution, ve své zprávě ze srpna 1992 uvedl: „Výbor souhlasí s tím, že koncepce a konstrukce biosféry 2 byly akty vize a odvahy. je jedinečný a biosféra 2 již poskytuje neočekávané vědecké výsledky, které nejsou možné jinými prostředky (zejména zdokumentovaným, neočekávaným poklesem hladin kyslíku v atmosféře.) Biosféra 2 bude významným vědeckým přínosem v oblasti biogeochemického cyklování, ekologie uzavřených ekologických systémů, a ekologie obnovy “. Kolumbijská univerzita shromáždila externí vědce, aby vyhodnotila potenciál zařízení poté, co převzali vedení, a dospěla k následujícímu závěru: „Skupina vědců světové třídy se dala dohromady a rozhodla, že zařízení Biosphere 2 je výjimečnou laboratoří pro řešení kritických otázek souvisejících s budoucnost Země a jejího prostředí “.

Průběžný výzkum po původním ohrazení přinesl pozitivní výsledky pro současné ekologické chápání. Mark Nelson píše: „Několik let výzkumu oceánu biosféry 2 prokázalo ničivé dopady zvýšeného atmosférického CO 2  ... korálový útes byl zkoumán při 200 ppm, 350 ppm, 700 ppm a 1200 ppm CO 2. Korály rostly dvakrát jako rychle na nižších úrovních ... ve srovnání s hladinami 350 ppm v atmosféře Země 90. let ... ... Při 1200 ppm se růst korálů snížil o 90 procent. " Frank Press , bývalý tajemník Národní akademie věd, popsal interakci jako „první jednoznačné experimentální potvrzení dopadu člověka na planetu“.

Kolumbijská univerzita

V prosinci 1995 převedli majitelé biosféry 2 správu na Columbia University of New York City. Columbia provozovala biosféru 2 jako výzkumné místo a kampus do roku 2003. Následně se vedení vrátilo k majitelům.

V roce 1996 Columbia University změnila prakticky vzduchotěsnou, materiálně uzavřenou strukturu určenou pro výzkum uzavřeného systému na systém „průchozí“ a zastavila výzkum uzavřeného systému. Manipulovali s hladinami oxidu uhličitého pro výzkum globálního oteplování a vstřikovali požadované množství oxidu uhličitého, podle potřeby odvětrávali. Během působení Kolumbie by studenti z Kolumbie a dalších vysokých škol a univerzit často strávili jeden semestr na místě.

Výzkum během působení Kolumbie prokázal ničivé dopady zvýšeného atmosférického CO na korálové útesy
2
a okyselení, které bude výsledkem pokračující globální změny klimatu. Frank Press, bývalý prezident Národní akademie věd, popsal tyto interakce mezi atmosférou a oceánem s využitím vysoce kontrolovatelného oceánského mezokosmu biosféry 2 jako „první jednoznačné experimentální potvrzení dopadu člověka na planetu“.

Studie na pozemských biomech biosféry 2 ukázaly, že při zvýšeném CO bylo dosaženo bodu nasycení
2
za kterou nejsou schopni více pohltit. Autoři studií poznamenali, že markantní rozdíly mezi deštným pralesem Biosphere 2 a pouštními biomy v jejich celých systémových reakcích „ilustrují význam rozsáhlého experimentálního výzkumu při studiu komplexních problémů globální změny“.

Stránka prodána

V lednu 2005 společnost Decisions Investments Corporation, majitel biosféry 2, oznámila, že kampus o rozloze 1 600 akrů (650 ha) byl na prodej. Upřednostňovali využití výzkumu pro komplex, ale nevylučovali kupce s různými záměry, jako jsou velké univerzity, kostely, střediska a lázně. V červnu 2007 byl pozemek prodán za 50 milionů dolarů společnosti CDO Ranching & Development, bylo plánováno LP 1 500 domů a hotelový resort, ale hlavní struktura měla být stále k dispozici pro výzkumné a vzdělávací účely.

Akvizice University of Arizona

26. června 2007 University of Arizona oznámila, že převezme výzkum v biosféře 2. Oznámení ukončilo obavy, že struktura bude zbourána. Představitelé univerzity uvedli, že soukromé dary a granty jim umožnily pokrýt náklady na výzkum a provoz na tři roky s možností prodloužení financování na deset let. Byla prodloužena na deset let a nyní se zabývá výzkumnými projekty, včetně výzkumu cyklu zemské vody a jejího vztahu k ekologii, atmosférické vědě, geochemii půdy a změně klimatu. V červnu 2011 univerzita oznámila, že od 1. července převezme plné vlastnictví biosféry 2.

Biosféra 2, 2015

Společnost CDO Ranching & Development darovala pozemky, budovy Biosféry a několik dalších podpůrných a administrativních budov. V roce 2011 Philecology Foundation (nezisková výzkumná nadace založená Edem Bassem) přislíbila 20 milionů USD na probíhající vědu a operace. V roce 2017 věnoval Ed Bass univerzitě v Arizoně dalších 30 milionů dolarů na podporu biosféry 2, čímž získal dvě akademická místa a zřídil „Nadační fond biosférického výzkumu v oboru philecology“.

V areálu se také konají vědecké tábory. Patří sem týdenní „vesmírný tábor“ pro vysokoškoláky a noční tábory pro studenty.

Aktuální výzkum

V biosféře 2 existuje mnoho malých výzkumných projektů, stejně jako několik velkých výzkumných projektů, včetně:

  • krajina Evolution Observatory (LEO) , což je projekt, který využívá 1800 senzory pro sledování miliony liber abiotické vulkanické horniny sledovat, jak to neživé půdy se pomalu vyvíjí v průběhu několika let do bohaté půdy, který je schopen podporovat mikrobiální a cévnatých rostlin život. Strukturálně se jednalo o vybudování tří velkých „svahů“ s ocelovými rámy uvnitř již existujících kopulí jako největší vážicí lysimetr na světě , přičemž konstrukce a implementační konstrukce byla omezena omezenou přístupností do stávající struktury.
  • Lunar Greenhouse , druhý prototyp kontrolovaném prostředí zemědělství Center , který se snaží pochopit, jak pěstovat zeleninu na Měsíci nebo Marsu vytvořením bioregenerative záchranného systému , který recykluje a čistí vodu přes rostlinné transpirace .
  • vertikální zemědělství projekt, který bude postaven v západním plic Biosféra 2 je, ve spolupráci se soukromou firmou Občanské Farms , ve snaze vyvinout krytý růstu rostlin cyklus s LED lampy nakonfigurován tak, aby specifické vlnové délky , jejichž cílem je cílem zvýšení využívání vody, produkovat nulu odtok z farmy , bez škůdců nebo pesticidů , a nulový vliv vnějších povětrnostních podmínek.

V populární kultuře

  • Bio-Dome , komediální film z roku 1996 podle biosféry 2
  • Spaceship Earth , dokumentární film o biosféře 2 z roku 2020

Viz také

Reference

Bibliografie

externí odkazy