BIOSPHERE2 http://www.bio2.edu/
επίσημη σελίδα του προγράμματος Δέκα χρόνια Βιόσφαιρα 2 υπήρξε ίσως το πιο μονολιθικό και αμφιλεγόμενο, αλλά παράλληλα και το πιο τεχνολογικά άρτιο και ελπιδοφόρο πρόγραμμα μακράς αυτόνομης
διαμονής σε αφιλόξενα μέρη. Καλύπτοντας επιφάνεια περίπου 14.000 m
, η Βιόσφαιρα 2 αποτέλεσε το μεγαλύτερο κλειστό οικοσύστημα στον κόσμο. Τοποθετημένη βορειοανατολικά Του Tucson στην Arizona των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής, αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 80, με κύριο χρηματοδότη τον Τεξανό δισεκατομμυριούχο Edward Bass και βασικό αρχικό σκοπό να διερευνήσει την πιθανότητα διατήρησης της ανθρώπινης ζωής και της ανάπτυξης ανθρώπινης κοινωνίας στο διάστημα, στην περίπτωση που η Γη -Βιόσφαιρα
- γινόταν για οποιονδήποτε λόγο μη κατοικήσιμη.
βασικό οικοδόμημα, κατασκευασμένο κυρίως απο γυαλί και ατσάλι, καταλαμβάνει όγκο της τάξης των 204.000 m
, ενώ ανέρχεται σε ύφος 23 μέτρων στο ψηλότερο σημείο του. Εχει κατασκευαστεί με τέτοιον τρόπο ώστε η δομή να διασφαλίζεται από κινδύνους διαρροής οξυγόνου στο περιβάλλον, ενώ τα ατσάλινα υποστηρίγματα της κατασκευής είναι καλυμμένα με ειδικό φινίρισμα, ώστε να εξασφαλίζουν προστασία από τη διάβρωση
στο εξωτερικό όσο και στο εσωτερικό της Βιόσφαιρας. Περισσότεροι από 1.000 αισθητήρες, κατανεμημένοι σε όλο το εύρος του συστήματος, στέλνουν πληροφορίες στο κεντρικό υπολογιστικό σύστημα του Κέντρου Ελέγχου, καθιστώντας πρωτοποριακό τον έλεγχο του κλίματος, του αέρα, των εδαφών καί του νερού της Βιόσφαιρας. Αυτό το άρτιο υπολογιστικό δίκτυο εκτελεί μετρήσεις και παρέχει συνεχείς ενδείξεις περιβαλλοντικών μεταβλητών, καθώς και την κατάσταση των μηχανικών συστημάτων της Βιόσφαιρας, ενώ παράλληλα ενημερώνει τη
μόνιμη βάση δεδομένων. ΤΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑΣ 2 Μέσα σε αυτό το κλειστό περιβάλλον έχουν σχεδιαστεί και αναπτυχθεί από μηδενική βάση τα επτά αντιπροσωπεύτηκα βίο οικοσυστήματα του πλανήτη, με σκοπό να καταστεί η Βιόσφαιρα αυτάρκης και ικανή να διατηρήσει την ανθρώπινη ζωή χωρίς καμιά εξωτερική παρέμβαση. Οι επτά αυτές ζώνες
είναι: Ωκεανός- περιοχή έλους - ερημική περιοχή
σαβάνα - τροπικό δάσος βροχών περιοχή εντατικής γεωργικής εκμετάλλευσης - ανθρώπινος οικισμός Ο οικισμός είναι ένα εξαώροφο λευκό κτίσμα, το οποίο περιλαμβάνει διαμερίσματα για τους ερευνητές, αναλυτικά εργαστήρια, γραφεία, κΚέντρο υπολογιστών συνδεδεμένο με ένα τμήμα επικοινωνιών και μια βιβλιοθήκη, ενώ ένα ξεχωριστό τμήμα του οικισμού χρησιμεύει για την εκτροφή
κατοικίδιων ζώων. Μια σειρά από θολωτό υπόστεγα φιλοξενούν το σύστημα της εντατικής γεωργικής εκμετάλλευσης, που αναπτύσσονται εντατικά ποικίλες γεωργικές καλλιέργειες σε διάφορα επίπεδα, καταλαμβάνοντας χώρο τάξης των 2.230 m
Το τροπικό δάσος βροχών, η περιοχή έλους, η ερημική περιοχή, ο ωκεανός και η σαβάνα συνθέτουν το οικοσύστημα της μη καλλιεργήσιμης Γης. Το τροπικό δάσος καταλαμβάνει το ψηλότερο τμήμα της Βιόσφαιρας , φθάνοντας σε ύφος τα 23 m. Ένα ρυάκι διαπερνάει ενα λόφο που έχει σχηματιστεί στα όρια του δάσους δημιουργώντας έναν καταρράκτη στο κέντρο του, περνάει ο μέσο μιας υγρής πεδιάδας και φθάνει στην τροπική της σαβάνας, πάνω από απότομα βράχια, Από εκεί συνεχίζει τη διαδρομη του, κατεβαίνοντας στην ελώδη περιοχή όπου ενώνεται με τον ωκεανό, αποθέτοντας εκεί τόσο γλυκό όσο και αλμυρό νερό. Ο "ωκεανός" έχει βάθος 8 m στο βαθύτερο σημείο του, όγκο νερού της τάξης των 3.800.000 λίτρων και περιλαμβάνει στο βορειότερο άκρο του, εκτός των άλλων, ένα κοραλλιογενές οικοσύστημα από την Καραϊβική. Η μηχανική δράση των κυμάτων, που είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της ισορροπίας στη βιοοικολογία του κοραλλιογενούς οικοσυστήματος, παρέχεται με μηχανικά μέσα. Στο νοτιότερο άκρο του κεντρικού τμήματος της Βιόσφαιρας, ένα δάσος από χαμηλής ποιότητας καχεκτικά δέντρα συμπληρώνει την περιοχή της σαβάνας και υπογραμμίζει τα όρια του μεταβατικού χώρου μεταξύ αυτής και της ερημικής
περιοχής. Στο δυτικό και το νότιο άκρο της Βιόσφαιρας έχουν κατασκευαστεί δύο κυκλικοί χώροι με τρούλο στην οροφή, τους οποίους ονόμασαν πνεύμονες και οι οποίοι συνδέονται μεσώ υπόγειων τούνελ με το υπόγειο τμήμα της Βιόσφαιρας 2. Πρόκειται για Θαλάμους μεταβλητού όγκου, συνολικής χωρητικότητας 50.000 m
, υπεύθυνους να κρατάνε σταθερή την ατμοσφαιρική πίεση στο εσωτερικό του οικοδομήματος. Χωρίς την ύπαρξη του ρυθμιστικού αυτού συστήματος, Θα υπήρχε αυξημένη πιθανότητα να σπάσουν τόσο ο γυάλινος θόλος της Βιόσφαιρας όσο και τα στηρίγματα της κατασκευής, εξαιτίας της υπερβολικής αύξησης της εσωτερικής ατμοσφαιρικής πίεσης, η οποία είναι αποτέλεσμα της διαστολής του όγκου του αέρα Κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η ροή του αέρα είναι συνεχής σε όλη τη Βιόσφαιρα 2. Ο αέρας, συνολικού όγκου 184.000 m
, κυκλοφορεί ελεύθερα στα διάφορα τμήματα του ανθρώπινου οικισμου, τα οικοσυστήματα και τους πνεύμονες. Η Βιόσφαιρα 2 δεν είναι αρκετά μεγάλη ώστε να επιτρέπει στις κλιματολογικές μεταβολές και διεργασίες και στις τροφικές αλυσίδες να εξελίσσονται με απόλυτα φυσιολογικό τρόπο, όπως συμβαίνει σε σχετικά μεγάλες γήινες εκτάσεις. Η θερμοκρασία και η υγρασία παραμένουν σταθερές με τη βοήθεια μηχανικών μέσων. Το ίδιο συμβαίνει και με την κυκλοφορία του αερα και του νερού. Η εξάτμιση νερού από τον ωκεανό περιορίζεται στη δημιουργία πόσιμου νερού για την κάλυψη των ανθρώπινων αναγκών και -σε κάποιο ποσοστό- στην επιστροφή του στο δάσος βροχών. Η διαχείριση των αποβλήτων των ανθρώπων και των ζώων περιλαμβάνει συνδυασμένη δράση μικροοργανισμών, χλωρίδας και πανίδας συγκεκριμένων οικοσυστημάτων εντατικών υγρών περιοχών και φυσικοχημικών διεργασιών.Το όλο σύστημα επανδρώθηκε και λειτούργησε υπό την εποπτεία και τη διαχείριση ενός πληρώματος αποτελούμενου από τέσσερις άνδρες και τέσσερις γυναίκες ερευνητές, οι οποίοι έζησαν μέσα σε αυτό για δύο
συνεχόμενα χρόνια . ΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤ0Σ Παρ' ότι η Βιόσφαιρα 2 αποτελεί ένα πολύ σημαντικό εργαλείο έρευνας σε πεδία όπως η ψυχολογία και οι διαπροσωπικές σχέσεις, η πρώτιστη συνεισφορά της στην επιστήμη είναι η ικανότητά της να αντανακλά σε μικρογραφία τα προβλήματα που
αντιμετωπίζει η Γη. "Τα αποτελέσματα του προγράμματος αυτού είναι κάτι περισσότερο από μια απλή εφαρμογή της τεχνολογίας αιχμής στην αειφορική γεωργική ανάπτυξη_ δηλώνει o Dr Richard Harwood, πρόεδρος του Τμήματος Αειφορικής Γεωργίας του Πανεπιστημίου του Michigan. "Η Βιόσφαιρα 2 αναδημιουργεί σε μηκρογραφία τις αλλαγές και τις ισορροπίες που συμβαίνουν στη Γη - αλλά επιδεικνύει όλους αυτούς τους κύκλους πολύ γρήγορα. Η μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα στη Γη διαρκεί περίπου τρία χρόνια, ενώ στη Βιόσφαιρα 2 μπορεί να επιτελείται μέσα σε τρεις ημέρες. Στη Γη χρειαζόμαστε χρόνια -ίσως και δεκαετίες- Προκειμένου να επισημάνουμε τον τρόπο με τον οποίο οι αλλαγές στα οικοσυστήματα του δάσους βροχών επηρεάζουν την ανάπτυξη των διάφορων καλλιεργειών - στη Βιοσφαιρα
αυτο είναι ζήτημα λίγων εβδομάδων. Στη Βιόσφαιρα 2 αγροτικά υλικά, όπως ρυθμιστές αύξησης των καλλιεργειών και απόβλητα οργανισμών, ανακυκλώνονται στα αέρια και τα υγρα συστήματα σε διάστημα λίγων ημερών, σε αντίθεση με τη Γη όπου αυτό μπορεί να διαρκέσει εβδομάδες ή χρόνια. Με αυτή την έννοια, λοιπόν, η Βιόσφαιρα 2 αποτελεί ένα οικολογικό εργαστήριο ανεκτίμητης αξίας - είναι ίσως ο μεγαλύτερος δοκιμαστικός σωλήνας του
κόσμου! Οι εκτιμήσεις βεβαίως για την αποτίμηση των αποτελεσμάτων του πειράματος είναι αντιφατικές, ενώ οι απόψεις για το κατά πόσο το πείραμα ήταν τελικά επιτυχές ή όχι διίστανται. Ασφαλώς, τα γεγονότα που σημάδεψαν την πορεία του πειράματος οδηγούν, με μια πρώτη ματιά, στο συμπέρασμα ότι απέτυχε. Είναι γεγονός ότι το πλήρωμα που επάνδρωσε τη Βιόσφαιρα αντιμετώπισε πολλά και δύσκολα προβλήματα κατά τη διάρκεια του όλου εγχειρήματος, πολλά μάλιστα από τα οποία δεν μπόρεσε να επιλύσει. Επίσης, κατά τη διάρκεια του προγράμματος τα επίπεδα του οξυγόνου έπεσαν (από 21% σε 14%, ποσοστό περίπου ίσο με τη συγκέντρωση σε υψόμετρο 5.400 m), ενώ παράλληλα το διοξείδιο του άνθρακα αυξήθηκε σε επικίνδυνο σημείο, με αποτέλεσμα να κλυδωνιστεί η ισορροπία των βιο-οικοσυστημάτων και να γίνονται συχνές επιδρομές εντόμων (μυρμήγκια κυρίως και μεγάλες ακρίδες) σε περιοχές όπου δεν έπρεπε να βρίσκονται. Επίσης, είναι γεγονός ότι στα τελευταία στάδια του πειράματος οι επιστήμονες αναγκάστηκαν να ανοίξουν το θόλο, ώστε να εμπλουτιστεί η ατμόσφαιρα σε οξυγόνο και να μπορέσουν να παρατείνουν την παραμονή τους στη Βιόσφαιρα. Τέλος, η συγκέντρωση των οξειδίων του αζώτου αυξήθηκε σε 79 ppm, επίπεδο στο οποίο διακόπτεται η σύνθεση της βιταμίνης Β1 2 που είναι απαραίτητη για την κανονική
εγκεφαλική λειτουργία. Παρ' ότι τα προαναφερόμενα προβλήματα προξένησαν μεγάλες δυσκολίες και, σύμφωνα με ορισμένους εκτιμητές, κατέστρεψαν ουσιαστικά τη Βιόσφαιρα, κανείς δεν μπορεί να παραβλέψει τα μεγάλα επιτεύγματα, τις σημαντικές καινοτομίες και τις προοπτικές τις οποίες εισήγαγε το πείραμα για την
ανθρωπότητα. Ενα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα της Βιόσφαιρας ήταν το τέλειο σύστημα ανακύκλωσης. Επί είκοσι τέσσερις μήνες το πλήρωμα χρησιμοποιούσε το ίδιο νερό και ανακύκλωνε όλα τα παραγόμενα στο περιβάλλον απόβλητα. Οι ενέργειες καθενός είχαν άμεσες επιπτώσεις στο περιβάλλον, κάτι που δείχνει πόσο σημαντική είναι η ατομική υπευθυνότητα απέναντι στο μεγαλύτερο γνωστό κλειστό οικοσύστημα, τη Γη. Η Βιόσφαιρα 2 σχεδιάστηκε έτσι ώστε να παραμείνει αυτάρκης για χρονικό διάστημα εκατό ετών. Προκειμένου να επιτευχθεί αυτό, έπρεπε να μπορεί να διατηρεί και να επαναχρησιμοποιεί το σύνολο των στοιχείων τα οποία βρίσκονταν στο έδαφος και στα νερά της την πρώτη ημέρα. Υπό αυτή την έννοια, δεν υπήρξαν ποτέ "απόβλητα_ μέσα στη Βιόσφαιρα 2. Τα απόβλητα μετατρέπονταν σε πόρους του συστήματος, καθώς το τελικό παράγωγο ενός συστήματος αυτομάτως γινόταν θρεπτικός παράγοντας για κάποιο άλλο. Η διαχείριση των αποβλήτων κατ' αυτόν τον τρόπο αποτέλεσε μια πρόκληση, καθώς όλοι οι θρεπτικοί παράγοντες έπρεπε να βρίσκονται στο σωστό μέρος, την κατάλληλη Ποσότητα, το σωστό χρόνο. Επί δύο χρόνια το πλήρωμα της Βιόσφαιρας 2 ανακύκλωσε το 100% των αποβλήτων, κάτι που δεν έχει ξαναγίνει από "κατοίκους_ κανενός κλειστού οικοσυστήματος. Το διαχειριστικό αυτό σύστημα χρησιμοποιεί τη συνδυασμένη δράση μικροοργανισμών και υδρόφιλων φυτών, ενώ επιδεικνύει τις δυνατότητες των τεχνητών υδροβιότοπων να αποσυνθέτουν τελικά παράγωγα και να απομονώνουν πιθανά χημικά ρυπογόνα στοιχεία, επανεισάγοντάς τα σε μια εντατική αγροτική παραγωγική διαδικασία. Ενα ξεχωριστό σύστημα συμπυκνώνει τους ατμοσφαιρικούς υδρατμούς παρέχοντας πόσιμο νερό, για το οποίο επιπλέον έχει προβλεφθεί αποστείρωση μεσώ τεχνικών που χρησιμοποιούν την υπεριώδη ακτινοβολία και
δεν εισάγουν χημικά στο νερό. "Το ίδιο νερό που πήραμε μαζί μας το Σεπτέμβριο του 1991 βρίσκεται ακόμη στο ποτήρι μας, δύο χρόνια μετά_ αναφέρει η C. Ailing. "Αυτό είναι ένα πεδίο στο οποίο η Βιόσφαιρα μπορεί να μας διδάξει πολλά. Δεν έχουμε όλες τις απαντήσεις, αλλά Θα μπορούσαμε να προτείνουμε μερικούς εναλλακτικούς τρόπους προστασίας του νερού από τις ρυπογόνες δράσεις της αγροτικής παραγωγής ή τρόπους διαχείρισης των
αποβλήτων_. Σε μια επιφάνεια όχι μεγαλύτερη από έξι στρέμματα, οι οκτώ επιστήμονες παρήγαγαν τροφή για χρονικό διάστημα δύο ετών, ενώ παράλληλα κράτησαν τα επίπεδα γονιμότητας του εδάφους στα ίδια υψηλά επίπεδα, όπως τα παρέλαβαν, χρησιμοποιώντας αποκλειστικά και μόνο φιλικές προς το περιβάλλον μεθόδους προστασίας από εχθρούς καί ασθένειες. Η Βιόσφαιρα 2 ανταποκρίθηκε με απόλυτη επιτυχία στην πρόκληση να αναπτύξει ένα μοντέλο γεωργικής ανάπτυξης. Παρά τα, χωρίς προηγούμενο για την περιοχή της Arizona, χαμηλά επίπεδα ηλιακής ενέργειας και στα δύο χρόνια της διάρκειας του πειράματος, η Βιόσφαιρα 2 παρήγαγε συνολικά άνω του 80% των απαιτούμενων τροφών (το υπόλοιπο 20% ήταν αποθέματα που είχαν παραχθεί στη Βιόσφαιρα Προτού ξεκινήσει το πείραμα). Το Πρώτο έτος του πειράματος η τροφική παραγωγή έφτασε σε επίπεδο 7 τόνων τροφής για τους ανθρώπους και 15 τόνων σιτηρεσίου για τα κατοικίδια, ενώ καλλιεργήθrjκαν 86 διαφορετικά είδη παραγωγικών φυτών. Οι καλλιεργήσιμες ποικιλίες ήταν έτσι επιλεγμένες, ώστε vcx
παρέχουν ποικιλία και τροφική ισορροπία. Για την καταπολέμηση των εχθρών των καλλιεργειών χρησιμοποιήθηκε η πρακτική της ολοκληρωμένης καταπολέμησης, μια τεχνική που συνδυάζει ποικιλες μη τοξικές μεθόδους ελέγχου των εχθρών - όπως, για παράδειγμα, η εισαγωγή ωφέλιμων σαρκοβόρων εντόμων και η αμειψισπορά (εναλλαγή των καλλιεργειών με τρόπο που να ωφελεί το έδαφος από τα υπολείμματα της προηγούμενης καλλιέργειας και η ανυπαρξία τροφικού υποστρώματος στον επόμενο κύκλο για συγκεκριμένα καταστρεπτικά έντομα). Η τελική ποιότητα της παραγόμενης τροφής ήταν ιδιαίτερα υψηλή, ενώ η περιεκτικότητά της σε θερμίδες σχετικά χαμηλή, με αποτέλεσμα να μειωθούν τα επίπεδα χοληστερόλης στα μέλη του πληρώματος της Βιόσφαιρας 2. Το είδος αυτό της διατροφής είχε μελετηθεί στο εργαστήριο, ωστόσο αυτή ήταν η πρώτη φορά που δοκιμαζόταν σε ανθρώπους για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα.Τέλος, ο "ωκεανός της Βιόσφαιρας 2 αποδείχθηκε ικανός να υποστηρίξει το κοραλλιογενές οικοσύστημα που είχε εισαχθεί χωρίς να υποστεί τις καταστροφικές απώλειες που είχαν
διατυπωθεί προτού ξεκινήσει το πείραμα. Millennium. 1997s 88-91 /d8