Биосфера-2: как эксперимент с замкнутой экосистемой обернулся кризисом

В 1991 году американский миллиардер Эдвард Басс вложил 150 миллионов долларов в проект «Биосфера-2» — уменьшенную копию Земли, заключенную в стеклянные купола. Комплекс занял около 12 700 квадратных метров в штате Аризона и включал семь биомов: тропический лес, саванну, пустыню, мангровые болота, коралловый риф с миниатюрным океаном площадью 450 квадратных метров, сельскохозяйственную зону и жилые помещения. Внутрь завезли около трех тысяч видов живых организмов — от насекомых до домашнего скота.

26 сентября 1991 года восемь участников — четыре мужчины и четыре женщины — вошли внутрь и герметично закрыли за собой двери. Эксперимент был рассчитан ровно на два года, и все необходимое для жизни планировалось получать только из того, что находилось внутри. Однако проблемы начались раньше, чем ожидалось.

Что пошло не так с самого начала

Сельскохозяйственная зона не давала достаточно еды: стеклянные стены и купола снижали интенсивность солнечного света, замедляя фотосинтез. Урожай кукурузы почти полностью погиб, пшеница давала значительно меньше зерна, чем планировалось. Суточный рацион участников не превышал 2200 килокалорий при тяжелом физическом труде, и все восемь человек потеряли от 10 до 20 процентов массы тела.

Параллельно разрушалось экологическое равновесие. Большинство опылителей исчезло, лишив культурные растения возможности нормально плодоносить. Тараканы и муравьи размножились до масштабов нашествия, а вьюнки в условиях повышенного CO₂ задушили другие растения. Коралловый риф начал деградировать, а регулировать климатический баланс внутри куполов оказалось куда труднее, чем предполагали расчеты.

Кислородный кризис

Самой опасной оказалась проблема недостатка кислорода, которую участники долго не замечали. Его содержание, составлявшее в начале эксперимента нормальные 20,9%, за 16 месяцев упало до 14,4% — примерно как на высоте 4000 метров над уровнем моря. Люди испытывали постоянную усталость, одышку и снижение концентрации внимания. Кислород в итоге пришлось закачивать снаружи, фактически нарушив главное условие эксперимента.

Объяснение нашли позже. Исследование, опубликованное в журнале EOS в 1994 году, показало, что за кислородным кризисом стояли два взаимосвязанных процесса. Первый разворачивался в почве: сельскохозяйственная зона была специально обогащена органикой, что поддерживало огромную популяцию микроорганизмов, потреблявших кислород быстрее, чем его успевали производить растения. Второй процесс был связан с бетоном: свежие конструкции внутри здания химически поглощали углекислый газ, превращая его в карбонат кальция. По оценкам исследователей, бетон поглотил около 26 метрических тонн CO₂, маскируя реальный дисбаланс газообмена.

Постоянное недоедание и кислородное голодание разрушили сплоченность группы. Команда раскололась на два лагеря, которые перестали общаться друг с другом. Еда превратилась в главную тему разговоров, которые регулярно заканчивались скандалами. Несмотря на это, все восемь участников оставались в куполах до конца и вышли в сентябре 1993 года, ровно через два года после начала.

Вторая попытка запустить эксперимент, начатая в 1994 году, завершилась через шесть месяцев из-за управленческого конфликта. Двое бывших участников, несогласных с руководством проекта, намеренно разгерметизировали часть строения. После 2011 года объект перешел под управление Аризонского университета и стал полноценной исследовательской платформой. Сейчас здесь изучают реакцию коралловых рифов на изменение климата, поведение тропических лесов в условиях засухи и изменения состава атмосферы в контролируемых условиях.

Стеклянные купола, которые должны были стать прообразом марсианских колоний, в итоге превратились в площадку для изучения самой Земли.