人造地球实验，生物圈2号当中，究竟发生了什么

　　大部分人第一次接触到生态系统这一名词，都是在生物课本当中。在我们了解到生物圈的同时，也了解到了一个虽然失败，但却依旧不免宏大的工程生物圈2号。
　　为了证明人类能够脱离地球生存，创造出一个不依赖地球本身生态系统的环境，成为了人类实现外太空殖民的第一步，在美国的阿波罗登月计划之后，生物圈2号还一度成为了美国最令人激动的科研项目。但万事始终不是那么的尽如人意，设计者在实验之初自信地认为，由他们所一手设计出来的人工生态系统，至少能在百年内维持正常的生态平衡。但是最终这一实验却只支撑了两年。直到今天，生物圈2号都被当做是人类藐视自然的反面教材。今天我们就来聊一聊这个生物圈2号。
　　生物圈2号位于美国亚利桑那州沙漠，是一座人造的生态循环系统，整个生物圈2号占地面积约有1。2万平方米，内部容积高达14。16万立方米，由8万根白漆钢梁和6000块玻璃组成，整座建筑耗资高达1。5亿美元。它的主要投资者是美国有着石油大王称号的洛克菲勒，建造时间历时8年。而至于它叫做生物圈2号的原因，是因为地球本身就是生物圈1号。从这一点也可以看出，它的建立者对它抱有了怎样的希望。
　　生物圈2号所有的窗户都被设计成了密封式结构，整座建筑与外界几乎不存在空气交换。1991年9月26日，4男4女一共8名科学家被送入了生物圈2号当中，成为了这座与世隔绝的方舟当中的第一批乘客。随着他们入住的，还有一大批其他的各类生物，生物圈2号当中总共有包括，软体、节肢、昆虫、鱼类、两栖、爬行、鸟类、哺乳等在内的超过4000种动物，包括浮游、苔藓、蕨类、裸子和被子植物等在内的超过3000种的植物，以及包括细菌、粘菌、真菌、微藻等在内的约1000种微生物。
　　在生物圈2号共包含着5大生态系统，雨林、海洋、荒漠、草原、沼泽。此外，它还设有人类活动的工业区、农业区以及生活区，种植了各种人类所需的食物，再加上由外界带来的各种动植物，形成了一个不需要接受外界补给的，完全依靠自我循环而运转的设施。生物圈2号的的地底还设有大量的机械保障系统，它们不是用来作为能量转换与转移的工具，而是用来维持系统的原有平衡的。同时，为了减轻立体结构的负荷，生物圈2号的内部压力略高于周围大气压，加上温度改变必然导致压力变化，而这种压力变化足以破坏玻璃窗板。为了解决这一矛盾，生物圈2号没有像通常那样采取抵抗压力的措施，而是建设了两个称为肺的体积可变室，以使大气在恒压下胀缩，两肺就如同巨大活塞通过密封膜连接在气缸上一样，上下垂直运动距离约达15m。活塞重量产生相对于周围大气压力的内部正压，这种正压有着两个优点，不论什么地方有泄漏，内部大气就会向外扩散从而保证排除外界污染，活塞的持续下滑则表明某处出现泄漏，两肺的体积占到该圈密闭体积的30。
　　生物圈2号在物质上闭环，通过工程手段禁止它与外界的大气以及地下的土壤进行物质交换，能量上生物圈2号进行了开环处理，植物能通过外界照射进来的太阳光进行光合作用，信息同样也是开环，生物圈2号内的工作人员可以通过计算机、电话、电视等，与外界进行信息交换，还能与外界的工作人员以及亲属隔着玻璃进行面对面的交谈。
　　这些进入其中生活的科研人员，每天早上都会花4个小时的时间来维护生物圈的正常运转或是播种以及收割庄稼等，午后的4小时则是他们研究与实验的时间，如分析空气成分、研究水与土壤的构成等。而他们在其中所需要遵从的规则只有一点，那就是禁止谈恋爱生孩子。除此之外，他们可以随意进行自己想要进行的娱乐活动如看书、看电影等。但实际上在这8人里，依旧产生了两对地下情侣。
　　但这也只是实验初期的情景而已，8名科研人员在其中呆了2年时间，他们在农业区依靠种植生产食物，生物圈2号的农业区里配备了世界上最先进的种植措施与方法，采用了最好的种子，土豆的产量是世界平均土地产量的5倍以上，他们还饲养有其他的动物和鱼，每个人每周都能分配到一个由鸡圈里的鸡所产下的鸡蛋，但即便如此，他们在其中所种出来的麦子与水稻等，也总是无法留下能够产生后代的种子。但是最令他们发愁的，还是其中的虫害，实验开始前，为了保持生物圈2号中的生态平衡，他们还带了某些害虫进来，但正是这些害虫导致了他们的粮食减产。生物圈2号只能供给他们每人80的营养需求，为了面对这一现实，在其中从事研究的科学家们自觉节食，到第五个月开始，这8名科学家开始向外界报告了持续的饥饿感，最终他们通过重新分配每日的饮食份额解决了部分问题，但这种饥饿感并没有随之消失。
　　随着实验的进行，他们发现生物圈2号内的水循环也出了问题，每次喝水前他们都需要对水进行过滤。到实验结束后，这些研究人员们只能靠食用其中的红薯根来充饥，他们个个都瘦得皮包骨头，4名男性研究人员在这两年里，体重平均下降了18，而那4名女性则是平均下降了10，有一名男性科学家在进去前还是个体重200斤的胖子，出来后已经少了足足50斤。
　　并且从他们进入其中生存之日起，生物圈2号当中的氧气含量就一直十分的不稳定，除了波动较大外，生物圈2号内的总体氧气浓度一直呈现出下降的趋势，相对的二氧化碳不断上升。实验开始后的短短9个月时间，生物圈2号的氧气浓度就从开始的20。51，降低到了16。95，又过了3个月后，也就是1993年1月，氧气浓度更是直接下降到了14。5的程度。生活在如此低的氧气浓度当中，这个迷你地球中的8名科学家的生命可以用岌岌可危来形容。要知道，只要含氧量低于19。5，就足以被定义为缺氧环境。14。5的含氧量相当于海拔4000米高度的氧气含量，缺氧让这些在其中工作的人都有着十分严重的高原反应，他们整日精神萎靡，即使是想通过睡眠来回复精神，也常常是一睡着就因为窒息而被惊醒。
　　但即使是拖着如此饱受缺氧摧残的身体，他们还是需要寻找氧气降低的原因，因为按理来说，即使生物圈2号当中的生态再不平衡，其中的氧气也不至于消失得如此之多，直到他们从生物圈2号中出来后，他们都不知道这些氧气究竟去了哪。很长一段时间后，相关的研究人员才发现，氧气的消失与他们为了隔绝外界而在地底铺设的厚厚的混凝土有关。这些裸露出来的混凝土表面积高达10000多平方米，比两个足球场都大，细菌呼吸时所产生的二氧化碳会与混凝土里的氢氧化钙反应从而生成碳酸钙。这些研究人员经过测量，发现混凝土结构内侧的碳酸钙含量比外侧高出10倍有余。
　　高浓度的二氧化碳导致了生物圈2号当中海洋区珊瑚礁逐渐消失，进一步导致了其中海水的酸化，几乎等同于摧毁了生物圈2号里海洋生物的栖息地。1993年2月时，这座看似完美的生物圈2号，二氧化碳的浓度已经超过了地球上的十倍，带进其中的25种脊椎动物，最终只有6种成功的存活了下来，绝大部分的的昆虫也随着环境的巨变而灭绝。包括蜜蜂、蜂鸟在内的多种可以对花粉传播起到作用的益虫，几乎也都因此而灭绝。这也就意味着很多植物无法继续繁衍后代。再加上降雨的失控，人造沙漠也被改造成了丛林与草地，但一切都是有人欢喜有人愁。有部分物种在这样的环境下混得风生水起，牵牛花就是其中之一。
　　起初研究人员正是看中了牵牛花固定二氧化碳的效率，将其引进了生物圈2号。但它却在高浓度的二氧化碳下疯狂生长，藤蔓都爬上了玻璃穹顶，这些生活在其中的科研人员每天都不得不花费大量的时间来修建这些杂草。
　　在这短短的两年当中，原本打算纯封闭度过的生物圈2号已经打开了超过24次大门，到了这一步，生物圈2号这一项目基本也能够宣布破产了。不只是实验继续下去没了意义，这些参与实验的科研人员同样也扛不住了，他们离开了生物圈2号。至此，第一次实验以失败告终。但是这场实验的主导者们并没有因此而死心，1994年3月，生物圈2号的第二轮实验再次开启。
　　吸取了上一次的教训，他们开始想办法规避起了第一次实验当中所遇到过的问题，这一次有4男3女7人参与实验，他们解决了粮食不够吃的问题，也解决了氧气与二氧化碳的问题。但是也正当人们以为，此次实验将会有着一个令人兴奋的结果时，两名曾经参与过实验的成员砸毁了生物圈2号的玻璃，这一举动导致了生物圈2号内外有10左右的空气进行了交换。实验的意义遭到了破坏，而那两名砸坏玻璃的成员，他们的理由是要将新的科研人员从中解救出来，他们认为这一实验过于违背道德，同时并不具有太大的意义。最终，实验的投资人换掉了整个管理团队，还换了新的门锁以及通讯系统等，但是事情的发生让新参与的人员在情绪上产生了一些微妙而又致命的变化，他们的合作甚至还不及第一次实验。最终，第二次实验也是只进行了短短六个月的时间就宣布了结束，没有公布任何的实验成果。
　　连续两轮实验的失败让人看清了现实，没有人再提出继续此次实验，这座来回耗资高达2亿美元的工程，最终被移交给了哥伦比亚大学，转型成为了研究环境的实验室，也算得上是物尽其用了。
　　在生态圈这一复杂而又庞大的系统当中，也许哪怕是一只蝴蝶翅膀所煽动出来的风，都可能是其中不可或缺的一部分，以人类现阶段的科技水平而言，我们依然无法脱离地球而存活，如果我们不想办法保护环境的话，未来很可能会出现如同生物圈2号这样的悲剧。这不是开玩笑，也许这样的未来看起来还很遥远，但同时，谁又能否定他可能马上就要到来了呢？