自人类诞生以来，我们与自然有着复杂的关系，虽然我们是其中的一部分，但通常我们认为自己与自然并不是一个整体，甚至破坏它，我们一直在改造地球环境以满足我们的需求，我们试图控制地球，我们试图保护地球，我们依赖地球，并且我们尝试了解地球，但是我们可以重新创建一个地球吗？

大家好，这里是77探索，今天我们来聊地球2号（生物圈2号）

生物圈2号

生物圈一词是1875年由奥地利地质学家爱德华·修斯提出，是指地球表面生物及其生存环境的总称。

爱德华·修斯

美国的一些自称为太空生物圈冒险家的学者出于对太空旅行和人类是否能移居地外生存的极大兴趣，于是在1984年开始设计并建造了模拟地球情形的生物圈2号，使它作为一个实验基地来研究地球生态系统，那么生物圈1号在哪里呢，此刻的我们就在生物圈1号里面，也就是我们的地球。

生物圈2号建立在美国亚利桑那州的沙漠中部，它是一个巨大的、具有未来派风格的用玻璃、钢筋混凝土建造的形状独特而美观的建筑。

生物圈2号外部

由亿万富翁ED BASS 艾德·巴斯出资2亿美元投资，占地13000平方米，高91英尺（27.7米），地面用重550吨的不锈钢内衬与地面分开，整个构架有6000多个绝对密闭的玻璃窗，为此形成一个完全密封、与世隔绝的结构。

在生物圈2号里面的布局完全模拟自然界，有人工降雨、人造太阳，有沙漠、雨林、草原、沼泽、海洋，有农作物生产区，有人的居住区，还有3000多种动物和植物，所以这里简直就是一个完全独立的生命支持系统。

生物圈2号内部构造

专家和科学家对生物圈2号的运作进行了周密的安排。在生物圈2号能源中心有一个很大的天然气发生器，它能产生所需电能3倍的能量，来驱动所有系统的工作。

另外，还有一个能量紧急恢复系统，以确保能量供应，这个能量中心也通过控制密闭管道中水的冷热来调节生物圈2号内部的温度。还有750个电子探测器，每3分钟检测一次土壤、气压和湿度。

生物圈2号有两个圆顶建筑，是参照肺脏用橡胶膜建造的可改变自身体积的气压调节室，它随着生物圈2号内部气压的变化而膨胀或收缩来调节气压，以预防高大密闭的生物圈2号建筑内陷或者爆炸。

“肺脏型圆顶气压室”

生物圈2号里的海洋是世界上最大的人工海洋、这里海水表面积为700m²，最深处达25英尺（7.62米），容量大约100万加仑（378万升）。它是一个通过技术控制的自我助益的系统，自动调节海水的含盐量、温度和PH值，驱动泵使海水持续围绕着珊瑚礁流动而形成海浪。海藻控制着养分和含氧量，一些并不凶猛的海鱼在水中游来游去。这个人造海洋成为研究海洋生物学极为便利的地方。

内部人工海洋

生物圈2号里2000m²的热带雨林为生物圈居民提供氧气、食物、纤维和药品。它呈立体布局，有高层的大树，中层的木本植物、低层的灌木和地表的草本植物共300余种。它通过控制降雨量来保持热带雨林的温度在摄氏23-34℃左右。

各种植物

在生物圈2号建设的同时，“生物圈2号”在社会上招募“生物圈居民”的消息刚一公布，就有来自美、英、德、法等多国的科学家前来应试。这可不是仅有好奇心或科学献身的愿望就可以的，对体能、心理等素质的“苛刻”要求在一开始就使众多来试者望而却步。

在进住“生物圈”之前，要在一个模拟的小圈内单独实验忍耐力。该小圈是一个仅能放下一张小床外带极小空间(其中植物占了大半)的玻璃小屋。

有的实验者仅呆了四五个小时就嚷着要出去。还有的待了几天，最多的一人连续住了3个月。经过严格的筛选，由四男四女组成的科学家队伍形成了。

8名志愿者

并分别接受了严格的科学技能的训练，除了已具有的知识外，还获得了工程学、化学、海洋、生物学、农学、电子学、医学等学科的知识及必备的潜水技巧、电脑操作技能和实验技能。

第一次实验

1991年9月26日，8位科学家4男4女怀着雄心壮志进入生物圈2号，成为首批生物圈居民。他们边观察、边实验、边探究、边体验，看看在这个微缩的生态系统中能度过多久自给自足的生活。

首批生物圈8名居民

他们在农作物生产区种植粮食和蔬菜，为了防止机械种植污染大气，每种农作物都是手工种植和收货。

由于禁止使用杀虫剂，导致蚂蚁大批繁衍，危害了蝴蝶、飞蛾、蜜蜂、甲虫这些给农作物授粉的昆虫，使农作物减产，另一方面，阴绵的气候和光照不足，也使农作物产量不足以维持生物圈居民的生活需要。

为生物圈居民提供肉类的动物是鱼类，山羊、日本品种野禽和野猪。然而这些经过精心挑选的动物仍不能满足生物圈居民对奶、鸡蛋、肉的需求，尤其是空气中二氧化碳的增高和氧气含量的下降对生物圈居民造成了威胁。

志愿者在收拾农作物

那么就这样，过了两年后，生物圈2号内部发生了诸多变化；

首先，上层的温度远远高于预计的数字，而下层的温度又远远低于预计的数字。

空气中的二氧化碳量猛增，导致氧气量减少，不足以维持人的生存。

过高的湿度把沙漠变成了绿油油的草地。

用来吸收二氧化碳的牵牛花疯狂蔓延，把农田都覆盖了，农作物由于大气变酸而种植失败。

25种脊椎动物有19种全部死亡，除了蟑螂、蟋蟀和蚂蚁外，其余昆虫全部死亡。

那些靠昆虫传粉延续后代的植物也灭绝了，就连大树也摇摇欲坠。

一氧化碳量猛增到百万分之79，足以减弱人体合成某种维生素的能力，危害大脑健康。

居民在收拾农作物

生物圈居民普遍体质减弱，体重下降，一位居民两年来体重从190磅（172斤）降到150磅（136斤），而且出现多疑症状，总怀疑自己的食物被他人偷吃。而且这8名生物圈居民因为各种问题最后导致分裂成两派，当中还有几位要求辞职并退出此实验。

最终残酷的现实致使这些试验者们不得不承认生物圈2号的失败，在1993年9月26日，8位生物圈居民从生物圈2号里出来。

8名志愿者从生物圈2号走出来

第二次实验

在第一次实验结束，第二次实验尚未开始之前，生物圈2号针对第一次实验时所发现的种种问题进行了大规模的改善工程与研究。由于混凝土是吸附二氧化碳的元凶，因此所有混凝土的表面都加以涂封，以防止其吸收二氧化碳；

不同于第一次实验时八名组员一开始无法生产足够的食物，第二次实验的组员已有能力达成足量食物生产的目标。

第二批志愿者

第二批5男2女科学家又进入生物圈2号，1994年4月5日，两名前生物圈成员涉嫌从外部破坏生物圈2号，将一扇双门气闸和三个单门紧急出口开放大约十五分钟，同时也导致五个均衡气压（如控制人工大气膨胀或收缩与温度变化）的窗格玻璃出现碎裂，其中一位涉案的奥林小姐声称她是基于道德判断要将新情势转告给组员，再由他们决定是要选择离开还是继续实验，而她唯一的办法就是必须透过打破密封的结构。最后小组决定继续实验，生物圈2号也在一小时内重新密封，然而这次事件造成了大约10%的生物圈的空气与外界交换的情况。

两名生物圈成员破坏玻璃

不久之后，第二次实验历经两次组员变动。1994年9月6日，由于管理公司的财务困难，结束了生物圈2号最后一次的封闭环境住人实验。

重新定位

艾德·巴斯决心调整生物圈2号的定位，于是，他求助哥伦比亚大学的科学家，希望其看看用2亿美元打造出来的生物圈2号到底能做些什么。1996年1月，巴斯把生物圈2号交给哥伦比亚大学打理，并再投入4000万美元作为今后5年的改造和运行费用。经过一番考虑，哥伦比亚大学计划把生物圈2号改造为一个致力于地球系统科学的研究中心，其实，建造生物圈2号的2亿美元并不像一些媒体所说的那样全打了水漂。

哥伦比亚大学

就拿容量高达378万升的人造海洋来说，无疑是研究海洋科学的一个很好的平台。这大概也是哥伦比亚大学愿意接手烂摊子的原因之一。

生物圈2号人工海洋

处于转型期的生物圈2号，首先迎来的是痛苦和迷惑。

关于生物圈2号究竟可以派上什么用场，科学家们就出现了分歧，有人希望把生物圈2号打造成一个生物多样性的研究中心，有人则希望着力于全球变化效应。再加上技术方面存在的困难，转型计划一度受挫，士气因此大受影响，一些科学家先后离开了生物圈2号。

那么生物圈2号无人可以维持下去吗？全封闭当然能够维持一些生物存活。但是维持地球上的各种生态系统是不可能的。因为体积不够大。

生物圈2号外部

此外，生物圈二号失败的根本原因是：这是一个自上而下，照搬地球各个生态系统比例的人造系统。如果是自下而上，像搭建乐高一点点拼，是能够搭起来一个自持的生态系统。

生物圈3号

生物圈2号当时失败的原因是因为混凝土建筑破坏了大气的碳循环，虽然第二次实验进行了各种弥补，从技术角度讲，我们现在应该是有能力避免生物圈2号失败的原因，但恐怕现在的技术进步至多是能将人工生态的维持时间从生物圈2号的基础上进行一定程度的延长。

这个延长可能是几倍甚至上百倍，甚至其中可以生活上一代人也说不定，但如果在此期间没有技术输入，不进一步改进，生物圈3号的崩溃也只是个时间问题。
从根本上讲，人工生态的失败是在于人类对生态系统内部相互作用的机制了解得不完善，相信生物圈2号开始的时候他们一定是自信满满。

虽然实验失败了，但通过生物圈2号的实验可以得出，即使在目前现有条件下，人类还无法模拟出类似地球可供人类长期生存的生态环境，至少目前地球仍是人类赖以生存的家园，人类应当努力保护而不是破坏它。

观察地球生态

不管怎样，通过生物圈2号的建造和使用，人们获得了许多关键的基本数据并为今后的生物圈实验开辟了道路，如果不进行这方面的实验和研究，如果没有这方面的信息和自我维持的生命支持系统，未来人类进入空间并在那里定居就会成大问题，人类文明从目前的空间旅行向空间定居发展，虽然我们拥有航天技术，但航天技术只告诉人类怎样在空间旅行，而生物圈技术却能告诉人类怎样在空间生存。

未来在火星生存想象图

那么今天的故事就分享到这里

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生物圈2号的目的是什么？为什么要打造一个地球2号，人造地球计划