«Биосфера-2»: трудно быть Богом

26 сентября 1991 года начался самый грандиозный эксперимент создания замкнутой экосистемы в истории человечества. Самый грандиозный – и в итоге неудавшийся. Технологическая утопия на 16 гектарах в Оракле, штат Аризона, у подножия гор Санта Каталина, просуществовала два года и выпустила беспечных исследователей наружу ослабленными и озлобленными.

Группа из восьми ученых загорелась идеей создать автономную, замкнутую под герметичными куполами биосистему – планету, не тронутую технической революцией – и стать ее счастливыми жителями. Спонсором затеи выступил техасский миллиардер Эд Басс. 

Разработка конструкций и систем заняла около 10 лет, в течение этого времени ученые собирали по всей Земле разнообразные виды животных и растений для заселения «Биосферы-2», подбирали образцы почвы и тщательно следя за тем, чтобы все в их «ковчеге» было биологически сбалансировано. 

Стеклянные модули включали в себя все необходимое для жизни: джунгли, саванну, болото и даже маленький океан с пляжем и коралловым рифом. Всего было высажено более 3000 видов растений и запущены внутрь около 4000 разнообразных представителей фауны. Для воздухообмена были изобретены искусственные легкие. Извне подавалось только электроэнергия. Ученые были уверены, что имеют все необходимые знания для моделирования закрытых экосистем и не сочли необходимым сотрудничать с более продвинутыми коллегами экологами, химиками, физиками, а подошли к процессу скорее как к кайфовой забаве.

Поначалу они действительно кайфовали: с энтузиазмом работали на полях фермы, ловили рыбу, готовили восхитительные блюда из собственного урожая и смаковали их в своем «Визионерском кафе» с видом на пустыню и горную гряду. Ежевечерне устраивали джем-сейшены или философские дискуссии.

Однако уже через неделю главный техник «Биосферы» Ван Тилло явился на завтрак крайне взволнованным и объявил, что у него есть странные и неприятные новости. Ежедневные измерения состояния воздуха показали, что проектировщики купола ошиблись в расчетах, и теперь в атмосфере внутри остепенно сокращается количество кислорода и увеличивается процент углекислого газа. И даже если пока это незаметно, то если тенденция продолжится, примерно через год существование на станции станет невозможным. 

Ученые не сдавались. Было решено как можно интенсивнее наращивать зеленую биомассу. Все свободное время они посвящали посадкам и уходу за растениями. Резервный поглотитель углекислого газа запустили на полную мощность и ежедневно соскребали с него осадок. Некоторое количество газа оседало в «океане», превращаясь в уксусную кислоту, и приходилось использовать добавки, понижающие кислотность. Но все же воздух под куполом продолжал становиться все более разреженным.

Плюс, возникла другая проблема: выяснилось, что ферма в 20 соток при всех современных технологиях обработки земли способна обеспечить лишь 80% потребностей колонистов в пище. Их ежедневный рацион составлял 1700 калорий, что нормально для сидячей офисной жизни, но катастрофически мало при том количестве физической работы, которую должен был выполнять каждый житель «Биосферы». А однажды вечером Джейн Пойнтер, ответственная за ферму, призналась, что ей было известно о будущем продовольственном кризисе: за несколько месяцев до заселения она просчитала, что бионавтам будет не хватать еды. Однако под влиянием доктора Валфорда с его представлениями о здоровой диете было решено, что эта нехватка пойдет только на пользу. Доктор и вправду был единственным, кто не жаловался на голод, а потому продолжал настаивать на справедливости своей теории. И правда, за полгода «голодной диеты» состояние крови бионавтов значительно улучшилось, понизился уровень холестерола, улучшился метаболизм. Люди потеряли от 10 до 18% массы тела и выглядели удивительно молодо. Они улыбались из-за стекла журналистам и любопытным туристам, делая вид, что ничего не происходит.

Летом 1992 года посевы риса были уничтожены вредителями, так что их рацион на протяжении нескольких месяцев почти полностью состоял из фасоли, моркови и батата. Из-за избытка бета-каротина их кожа даже пооранжевела! Включились и внешние факторы: из-за особо сильного Эль-Ниньо зимой небо над «Биосферой-2» почти весь сезон было затянуто облаками, что ослабило фотосинтез джунглей – а значит, и выработку драгоценного кислорода. Ну и также снизились без того скудные урожаи.

Технологические просчеты один за другим давали о себе знать. В «пустыне» из-за конденсации на потолке регулярно выпадали дожди, так что многие растения сгнили. Огромные пятиметровые де­ревья в джунглях неожиданно стали хрупкими и попадали, развалив все вокруг. Исследуя впоследствии этот феномен, ученые пришли к выводу, что его причина крылась в отсутствии ветра под куполом, который укрепляет стволы деревьев в природе. Стоки в рыбных прудах забились, рыбы становилось все меньше. Все труднее было бороться с кислотностью океана, из-за которой гибли кораллы. Животный мир джунг­лей и саванны тоже неумолимо сокращался. Прекрасно себя чувствовали только тараканы и муравьи, которые заполнили все биологические ниши. 

Когда уровень кислорода внутри комплекса достиг 15%, при норме 21%, эксперимент пришлось прекратить. Это случилось 26 сентября 1993 года. Ученые покинули свою «утопию», задуманную как копия биосферы планеты Земля, ослабленными и озлобленными. Да, трудно быть Богом и учесть все факторы, особенно когда ты полон самомнения!

Роковую роль сыграли цементные перекрытия куполов научного кампуса: кислород вступал в реакцию с цементом и оседал в виде окислов на стенах. Еще одним активным потребителем кислорода оказались бактерии в почве: для «Биосферы-2» выбрали самый плодородный чернозем, чтобы естественных микроэлементов в нем хватило на долгие годы, однако в такой земле было очень много микроорганизмов, которые так же дышат кислородом, как и позвоночные животные. 

Научные журналы признали эти открытия главными и единственными достижениями «Биосферы». В 2011 году комплекс был куплен Аризонским университетом для продолжения исследований. Сейчас там проходят выездные школы, каждый год «Биосферу-2» посещает более 10 000 школьников. На одной из внутренних стен «планеты» до сих пор сохранилось несколько строк, написанных одной из жительниц: «Только здесь мы почувствовали, насколько зависим от окружающей природы. Если не будет деревьев — нам нечем будет дышать, если загрязнится вода — нам нечего будет пить».