地球生物圈形成的历程
引言
地球是人类以及自然界所有动植物赖以生存的家园,同时也是万事万物生长和发展的基础,就目前的探索来看,地球是唯一一个存在生命的行星体,在这样一颗星球上存在着太多人类无法触及和尚未发现的秘密。
那话说人类发展到今天,是否也可以制造一个封闭的空间去模拟地球的环境进而实现脱离地球进行生活呢?
对于这一猜想,早在上世纪90年代初期,美国就曾进行试验分析,当时的科研人员将4男4女放到这个全封闭的空间长达2年,结果发生了意想不到的事情。
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(模拟地球的环境)
一、人造的地球环境——“生物圈2号”
这项人造地球环境的实验开始于1991年,起因是当时的美国科学家设想未来的地球环境会随着人类的不断开发和建设受到更加严重的破坏,那在这种情况下我们所居住的环境也将会面临种种污染问题。
那在地球环境以及生态系统彻底崩溃之前,人类是否可以凭借已经掌握的科学技术打造出独立与地球之外的人造模拟生态圈呢?
为了验证这一猜想以及寻求人造环境的可行性,科学家开始了为期八年的人造生物圈建设,这一工程一直到1991年才彻底竣工。
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(生物圈2号)
为了实现彻底独立于地球环境之外,这个人造的生态系统是实现完全封闭的,同时也具备大气循环和水循环的。
最重要的是各方面的建设,都竭尽所能的去还原真实的地球生态环境,比如这个封闭生态系统里有山川,河流,甚至还有沙漠和热带雨林等等。
可以说是模拟了地球很多地区典型的气候特征,这样做也是为了尽可能的还原地球目前各地的生态环境系统,以此来验证在人造的不同气候条件下能否满足动植物的生长和延续,当然,最值得关注的还是人类在这样多种的气候环境下能否实现自给自足。
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(自给自足的生物圈2号)
此次实验之前,科学家们特地筛选出来4男4女,让他们可以互相帮助 互相关注,同时也将这个封闭的生态系统命名为“生物圈2号”,代表着仅次于地球生态系统的第二个生物圈。
等到实验开始之后,这8个人将要彻底与外界断了联系 一切吃喝拉撒都要靠自己或者是同伴帮忙,最让人难以接受的是他们在这样的环境下生存长达两年的时间,如果能完成这项挑战那则意味着实验取得阶段性的成功。
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(生物圈2号内部)
二、理论很美好,现实很残酷
可是回归实际来看,无论当初科学家提出的理论条件多么完美,预计的结果多么美好,这与真实的地球环境还是存在很多的差异,这些差异被忽略或是未被发现,所以生物圈二号展现出来的实验结果与期望模式大相径庭。
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(参与实验的4男4女)
首先在实验初期的时候情况还是正常的,4男4女每天劳作,自己种植和获取食物,这有些类似农场的生活,几人过的还算是不错,甚至还把这当做世外桃源,幻想着未来两年美好的时光。
但是等过了几个月之后,生物圈内的环境便发生了明显变化,例如水循环过程没有像预想的那样成云降雨,虽然建造时有满足这一条件,但是在生物圈二号中并没有实现,当时科研人员也没有确定下来哪个环节有问题。
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(起初还在辛勤劳作)
没有了水循环,那这里的水质就会变差,动植物无法得到足够的供水,要知道这里面可是有四千多种动植物,这些生物生存需要水源,如今水循环无法实现,这些动植物也出现了大量死亡的情况。
而这也引起了一系列的连锁反应,比如参与实验的4男4女无法获取食物,能够得到的资源越来越有限,除此之外,动植物死亡也导致封闭环境内的氧气含量大幅度下降。
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(生物圈2号的内部环境)
而早在实验前,科研人员就已经设置好氧气含量出于20%左右,可是不知道为什么等到这8个人进入之后,氧气含量直接下降了4%,这导致氧气含量无法满足生物圈二号内生物所需,而二氧化碳和一氧化碳的含量增加,导致水源酸化以及一氧化碳中毒。
这种恶性循环进一步加剧环境的恶化,死亡的动物也越来越多,这时参与实验的8人不得不开始争夺资源,喝的水也只能自助过滤,到后来他们已经无法维持正常生活,甚至连氧气都不够了。
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(生物圈2号内部出现纰漏)
这时负责此次实验的科研所不得不偷偷的运输资源,施加氧气,以维持实验的进行,可是这还是无法改变现状。
三、结果不尽人意,却引人深思
等到实验进行到第21个月的时候参与实验的4男4女实在是坚持不下去了,如果还要继续的话他们将会有生命危险,而且生物圈内已经有大片的生物死亡,环境已经不再适合人类生存,如果还持续下去肯定是不可能的,而且也没有必要了。
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(进行实验的4男4女)
最终科研方不得不宣布此次实验失败,不过这次实验也并不是毫无意义,在实验过程中也得到了很多成果,这带给我们一些信息和启示。
比如实验期间原本互帮互助的4男4女,因争夺生存资源而反目成仇,甚至到后来精神都出现了严重的问题,他们各自忙着自己的事情,每天还要干很多活,毕竟这里需要他们自给自足,所有的食物都得依靠自己来获取
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(实验宣告失败)
那为了生存下去,他们肯定不可能互谦互让,最终从伙伴转变成“敌人”,从中可以看到无论是人类还是其他的生物,在资源匮乏的时期,大家出于生存的本能会不顾一切的去争夺,这也就会引发冲突,而未来有一天或许全人类也会面临这种境况。
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(被废弃的生物圈2号)
其次就是在实验结束之后,这个完全封闭的生物圈二号被废弃,最后兜兜转转被无偿捐赠,而此时人们发现原本破败不堪的封闭生态系统居然出现了好转,很多生物慢慢适应了这样的环境,含氧量也有所回升。
等到十年之后,这个生物圈已经恢复了平衡状态,虽然没有最开始那样完好,但是并不影响圈内动植物的生存。
究其背后的原因是没有人类的干涉,可见人类的加入也是导致实验失败的重要因素,这不免让人深思,如果地球上没有人类是不是环境发展会更好,同时这也警醒世人要重视环境保护,要不然只会毁了我们的家园。
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(没有人类的生物圈2号,发展的更好)
参考文献
夏晓烨. "“生物圈2号”──人类的梦想?." 世界科学 (1999).
张玮.失败的"生物圈2号"实验带来的反思[J].现代阅读, 2020(7):2.
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