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生物圈Ⅱ号的故事-04...
梅少01
2021-09-23
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科普
生物圈Ⅱ号的故事-04:
生物圈2号(Biosphere 2)实验,发现了以下问题。
1-野生区域内的植物生长旺盛,前9个月生物量就增加了60%~75%。在热带雨林区,树冠庞大茂密,相连成荫,因而抑制了小型植物,尤其是肉质植物的生长。结果:“绿化”超预期成功,反而破坏了生态平衡。
2-由于细菌在分解有机质的过程中,耗费了大量氧气;而细菌所释放出的二氧化碳,与生物圈二号的混凝土墙所吸收,产生了碳酸钙,又打破了气体循环,致使氧气含量下降,不足以维持参试科学家的生存。
3-设计者虽在“生物圈2号”内模拟了多种生态系统,但引进的生物却主要是生产者,动物、真菌和细菌的种类和数量都较少。传粉的昆虫死去,植物就只开花不结果。
4-由于动物的种类和数量减少,植物很少被动物取食,加之缺少细菌和真菌的分解,导致枯枝落叶大量堆积,物质循环无法正常进行。
……
科学家研究后发现:
地球生物圈,非常巨大,大气、水、土壤、岩石…等等,面积广阔、体量巨大;植物、动物、微生物…等等,数量众多。它们循环得起来,即便出现重大危机,地球环境也具有相当强的自我修复能力,原因就是其体量规模足够大。
而人工建造的“生物圈2号”,最大问题是太小:一旦出现循环障碍、平衡失调,还没来得及进行有效修复,大批生物就开始灭绝,最终发生灾难。
人了太过自信、太过骄傲:以为14万立方米封闭环境,就能支持8名参试科学家的试验,事实证明,这一估算太过乐观了。
……
“生物圈2号”这类试验,真的很有价值。其实,试验失败,才更有价值。
发现问题,才能解决问题,失败是成功之母嘛。
如果人类打算对火星进行长期持续科考(先不说火星拓殖),需要建造能维持多人数年的长期生存环境的火星科考基地,就必须在地球进行模拟实验,做到心中大致有数。
所以,火星之梦,不仅需要大推力运载火箭,更需要研究人在封闭基地中的长期生存、半自持供给、物资与能量循环…等问题、。
……
考虑到需求与预算之间的均衡问题,下一次“生物圈”试验,无法做到理想中的数百万立方米封闭空间建造,但也应该使实验空间翻两番,至少要达到55万立方米。
参加实验的科学家,人数削减为6名,使人均空间有由“生物圈2号”的1.75万立方米,达到新实验约9万立方米,人均的循环体量增加约5倍。
此外,还要考虑到:人类是在营造一个自我生存圈,而非在外星100%复制地球。
因为:地球生物圈是如此复杂,鲸鱼、大象、狮子、老虎…都是生物圈的重要组成部分。
当时,从现实主义和工程科技的角度看:似乎暂时无法将鲸鱼、大象、狮子、老虎…都搬到试验圈里,更无法搬到火星上去。
在未来几十年的人类科技与经济能力,能建造一个维持很少科考人员(数年~数十年)长期生存的、不甚理想、更不完美的封闭循环基地,已经是科幻级别的了。
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