Биосфера-2

Сначала новые распорядители проекта взяли в аренду на ближайшей угольнойшахте несколько мощных вентиляторов и впервые за несколько лет началиинтенсивную замену воздуха внутри сооружения. Как следствие, содержание СО2резко снизилось, что повлекло за собой замедление роста многих растений, а это,в свою очередь, вызвало уменьшение производства двуокиси углерода почвеннымимикроорганизмами. Вывод: посадки деревьев — неоднозначное решение проблемыпарникового эффекта, так как микроорганизмы при этом, возможно, будутвырабатывать большее количество двуокиси углерода.

При ответе на первый из вышеназванных вопросов директоры проектаруководствуются уже проведенными исследованиями. Так, Брюс Кимболл из Финикса(штат Аризона) наблюдал за воздействием атмосферы, искусственно обогащенной СО2до предположительного уровня 21-го века, на посевы пшеницы и хлопчатника.

С хлопчатником все обстояло просто — растения восприняли повышениесодержания СО2, как и предсказывали специалисты, и в конце сезона принеслидобавочные 40% хлопка по сравнению с контрольными растениями. Пшеница вела себясложнее. В середине вегетационного периода опытные растения получали на 20%больше СО2, чем контрольные, и росли быстрее. Но созревание также ускорилось,что уменьшило продолжительность вегетационного периода, и полученный урожайлишь на 10% превосходил величину контрольного урожая.

Кимболл полагает, что в этом, видимо, виновато изменение температуры иуровня грунтовых вод. Как повышение СО2, так и понижение зеркала грунтовых водспособствует закрытию устьиц на поверхности листьев. Вода, которую пьютрастения, испаряется через эти поры, охлаждая листья. Но при частично закрытыхпорах происходит перегрев листьев. Кимболл предполагает, что тепло ускоряет всефизиологические процессы внутри растений, приводя к их раннему вызреванию. Еслиэто так, то глобальное потепление, в сочетании с увеличением процентногосодержания СО2, вызовет еще большее сокращение вегетационного периода растений.

Что касается второго вопроса, то так до конца и не ясно, что жепроисходит — повышение процентного содержания СО2 в атмосфере отстает отсуммарных общемировых выбросов более чем на миллиард тонн углерода; ученыесчитают, что аккумулировать СО2 могут деревья, корни растений, почва…

В общем, «Биосфере-2» предстоит решить немало задач. Сейчасидет реконструкция комплекса с разделением его на мелкие участки, которымпредстоит стать ареной серьезных экспериментов, и прежде всего — по изменениюпроцентного содержания СО2, с тщательным прослеживанием путей миграцииэлементов. Возможно, для обывателя проект потерял значительную долю былой привлекательности,но в научных — а может, и в деловых — кругах позиции «Биосферы-2»укрепились. В конце 1999 года учеными комплекс «Биосфера-2» был опятьвзят в аренду еще на 10 лет Колумбийским университетом.

3. “Вечные аквариумы”

Наука пошла, развиваться дальше — сейчас понадобилось сконструироватьминиатюрные замкнутые системы, чтобы их можно было использовать в космическихаппаратах, ведь объем космического корабля сравнительно мал, а свободногопространства еще меньше. И тут на помощь пришел опыт работы в BIOSPHERE-2.

На основе уникальных результатов, полученных в ходе экспериментов взамкнутой системе, ученые, бывшие в составе первой экспедиции, уже давноразработали миниатюрные биологические аквасистемы, размером от 10 до 30 см вдиаметре, в которых абсолютно безо всякого ухода могут жить разнообразныеморские и пресноводные животные и растения — креветки, улитки. Их назвалиBioSphere и Beach World.

Теперь такие замкнутые «вечные» аквариумы не редкость вамериканских домах, в офисах корпораций и банков, на столах руководителей. Ведьэто очень необычно — это есть далеко не у всех и не все себе могут этопозволить; и удобно: не нужно менять воду, чистить стекла, кормить, как этоприходилось бы делать с обычным аквариумом.

Сейчас существует два основных вида «биосфер» — BioSphere иВеаch World — пляжный или прибрежный мир.

В BioSphere воссоздан животный и растительный мир озер Флориды, тамрастет большое красивое растение Hornwort, а по нему с ветки на ветку, какобезьяны в лесу «прыгают» маленькие рачки «гаммарусы».Кроме того, там еще живут улитки трех видов, дафнии, циклопы, остракоды.Принцип работы BioSphere такой же, как и у биосферы Земли: извне поступаеттолько свет, солнечная энергия, которая и дает жизнь всем живым существам.

В BioSphere все сбалансировано, растения производят на свету в процессефотосинтеза кислород, которым дышат животные. Животные, в свою очередь,выдыхают углекислый газ, который нужен растениям. Так замыкается циклкислорода. Кроме этого, в BioSphere соблюдены все остальные природные циклыазота, углерода, воды. Животные в BioSphere размножаются и живут, сменяясьпоколениями. Это — «вечная» биосистема, как и наша Земля.

Понятно, что BioSphere для процветания необходимо достаточно света,причем желательно естественного или наиболее близкого к естественному, икомнатная температура. А на тот случай, если в помещении недостаточно светло,рекомендуется использовать специальные светильники с соответствующими лампами.Кстати, при таком освещении BioSphere смотрятся наиболее эффектно.

Еще одно изобретение — это Beach world. В отличие от BioSphere, с еефлоридскими обитателями, в них живут красные морские креветки,«уроженцы» Гавайских островов. Размер креветок 1–2 см. Они ходят побелому песку, ракушкам и разноцветным камушкам, не прячутся в грунте и поэтомуочень заметны. Забавно наблюдать, как креветки «пасутся»,«пощипывают» друг друга и даже носят маленькие песчинки! Если ихпобепокоить, они теряют на время свой ярко-красный цвет и становятсянезаметными. Как только они успокоятся, их покровы вновь становятся красными.Они едят микроводоросли и дышат кислородом, который вырабатывают растения.Креветки «подстригают» растения, поддерживая их здоровыми. Креветкаест не сами растения, она скорее пощипывает их, поедая микроводоросли ибактерии, которые растут на них. Они буквально являются садовниками тех мест,где живут.

Прибрежные животные, находящиеся в опасности.

Эти креветки — исчезающий вид, в природе они живут только на отдельныхостровах Тихого океана. Причина вымирания креветок в том, что аквариумистывыпускали аквариумных рыбок. Рыбки поедают креветок, разрушая всю экосистемуГавайских озер, и, в результате, озера вымирают. Разведение креветок дляиспользования их в Beach World — один из немногих способов сохранения их каквида. Beach World выпускаются в виде 4 и 5 дюймовых шаров и в виде пирамидывысотой 7 дюймов.

Заключение.

В начале 90-х годов прошлого века «Биосфера-2» мелькала напервых страницах газет в качестве эксперимента, который позволит понять работу«Биосферы-1» — то есть нашей планеты, откроет дорогу к созданиюзамкнутых экосистем, необходимых для полетов в космос, и поможет решить ряддругих серьезных экологических проблем.

Однако, следует отметить, что первыми построили замкнутые комплексы, вкоторых на протяжении разного времени успешно жили люди были все же ученыеСССР. Самым крупным нашим специалистом в области космической медицины ибиологии, можно назвать Евгения Яковлевича Шепелева, профессора, сотрудникаинститута медико-биологических проблем. Именно он был первым человеком наЗемле, кто провел месяц в камере объемом пять кубических метров без связи свнешним миром, используя специальный биологический реактор, построенный наоснове культивирования одноклеточных водорослей.

В конце пятидесятых годов, когда стало ясно, что полет в космос человекане за горами, возник вопрос — как обустроить его жизнь в среде, абсолютнонеприспособленной для этого. Уже тогда было ясно, что нужно обзаводитьсясистемами жизнеобеспечения, способными самовоспроизводиться. Тогда и возникламысль повторить то, что делается в природе Земли. Следовательно, зашла речь обиологических регенеративных системах. Возникла идея использовать водоросли подназванием хлорелла как биологический реактор, который снабжал бы герметичноепомещение достаточным количеством кислорода в результате фотосинтеза ипоглощения СО2. По распоряжению Сергея Павловича Королева была созданагерметичная пяти кубометровая камера для того, чтобы имитировать обстановку в«Востоке». Засадили туда меня. Иллюминатор, конечно, был, телефоннаясвязь. К исходу первых суток стало ясно, что человек, потребляет значительнобольше кислорода, чем могут вырабатывать водоросли. Углекислота росла, акислород падал. После этого эксперимента усовершенствовали технологию и спокойнодержали в этой камере человека на протяжении месяца. После этого эксперимента,были проведены и другие испытания системы жизнеобеспечения человека.

На сегодня, нигде в мире не существует надежно работающих замкнутыхсистем, в которых человек бы полностью обеспечивался кислородом, водой ичастично пищей. Однако, возможность построения такой системы доказана.

Поэтому то, американское космическое агентство NASA проявило большойинтерес к этим исследованиям, проведенным в “Биосфере-2” и к аквасистемам.Научные исследования связаны, прежде всего, с определением реакции окружающейсреды на те или иные изменения в составе атмосферы, изучаются пути превращениятех или иных химических элементов внутри Биосферы-2. Ведь в ней по-прежнемуподдерживается замкнутость и, например, атом углерода раз попав в нее, в ней иостается, только принимает разные «формы» — он может быть атомом, из которогосостоит растение, углекислый газ, или входить в состав других молекул.Некоторые части научного комплекса теперь открыты для экскурсий.

Список использованных источников

1.        Архив сайта«Известия науки» за 10 сентября 2004 года, inauka.ru/10-09-04/

2.        Биосферцыиспытывают трудности //  «Природа», 1993. №7. С.117;

3.        “Биосферу-2”проветрили и почистили //  «Природа», 1996. №1. С.117-118;

4.        Дом подстеклянным небом //  Знание—сила: Новости науки znanie-sila.ru/news/issue2print_72.html,2000

5.        Нельсон М. и др.Биосфера-2 //  «Природа», 1993. №10. С.66-79;

6.        Последняяразработка NASA у вас дома // «Мир климата», 2003, № 2

7.        ЧашечниковД., Краснобородько В. Два года под колпаком //«Аргументы и Факты», 11июня 1998,  №24

8.        Эксперимент“Биосфера-2” продолжается // «Природа», 1995. №1. С.119-120;