Mnoho autorov sci-fi vo svojich dielach opisovalo, ako by asi vyzeral svet po zničujúcej katastrofe, keď by ľudia museli žiť pod skleneným príklopom, lebo ovzdušie by bolo zamorené. V USA, uprostred arizonskej púšte, si fantázie futurológov vedci vyskúšali naživo.
Keď si chcem dať pizzu, trvá mi to maximálne dve minúty. Zoberiem telefón a poviem: Haló, doneste mi pizzu. Keď som si chcela dať pizzu pri experimente Biosféra 2, trvalo mi to štyri mesiace. Najskôr som musela vypestovať pšenicu a potom vykŕmiť a podojiť kozu, aby mi dala mlieko na syr.“ Takto vysvetľovala americká vedkyňa Jane Poynterová rozdiel medzi biosférou, ktorú poznáme my, a umelou Biosférou 2, v ktorej žila ona. V tomto experimente sa zrodil vo vzduchotesne uzavretých budovách najväčší samostatný ekosystém, vytvorený človekom.
Dva roky a dvadsať minúť
Cieľom projektu druhej biosféry bolo študovať vzťahy medzi ľuďmi, poľnohospodárstvom a technológiami na jednej strane a zvyškom prírody na strane druhej. Jedna z kľúčových otázok, mimochodom, dodnes nevyriešená, znela: ‚Dokáže byť malý kolektív ľudí sebestačný vo všetkom, asi tak, ako keby sa ocitol na osamotenom mieste niekde v mesačnom kráteri alebo na Marse?‘ Jane Poynterová bola členkou tímu, ktorý pri ambicióznom experimente v rokoch 1991-1993 tvorili štyri ženy a štyria muži.
V sklenej klietke, ako ich dočasný domov nazvala, strávila dva roky s niekoľkohodinovou prestávkou vynútenou poraneným prstom, ktorý si vyžiadal operáciu v civilizovanom svete. Nakoniec Jane dĺžku svojho dočasného pobytu s vedeckou precíznosťou vyrátala presne na dva roky a dvadsať minút; takto znel podtitulok ku knihe Ľudský experiment, ktorú neskôr napísala.
Biosféru 2 postavili v horách Santa Catalina, asi hodinu cesty od druhého najväčšieho mesta štátu Arizona, Tucsonu. S myšlienkou otestovať možnosti izolovaného ekosystému prišiel pred tridsiatimi rokmi vynálezca John Allen, výkonný riaditeľ spoločnosti Space Biosphere Ventures. Allenova myšlienka vyzerala na prvý pohľad čudne.
Veď pokúste sa na jednom malom mieste zhromaždiť všetko, čo robí našu planétu planétou a život životom. Skúste zo stromov vyrobiť tropický les, z piesku nasypať púšť a z hliny vytvoriť pole, pokúste sa nejako zmysluplne zorganizovať život na koralovom útese, ale predtým nezabudnite naliať do nehrdzavejúcej nádoby oceán a všetko hermeticky uzavrieť pod strechu niekoľkých budov.
To neznie iba čudne, to vyzerá ako absolútne bláznovstvo. Napokon, ako všetky veľké myšlienky. Space Biosphere Ventures kúpila pozemky v Arizone v roku 1984. V decembri toho istého roku významní vedci na medzinárodnej konferencii rozhodli, že projekt Johna Allena nie je produktom šialenca, ale vynikajúcim nápadom, ktorý by sa mohol perspektívne uplatniť nielen pri štúdiu ekosystémov, ale aj pri príprave kolonizácie iných planét.
Treba ho preto všemožne podporiť. Do projektu sa zapojili aj také uznávané vedecké inštitúcie ako britská Kráľovská spoločnosť v Londýne. O vznik Biosféry 2 sa zaslúžil aj texaský finančník a filantrop Edward Perry ‚Ed‘ Bass. Poskytol mu úvodnú injekciu vo výške tridsať miliónov dolárov a až doteraz doň investoval okolo dvesto miliónov dolárov.
Živé laboratórium
V rokoch 1987-1991 vznikla architektonicky veľmi zaujímavá stavba. Prepojená stavba Biosféry 2 má šesťtisícpäťsto okien a zaberá plochu takmer trinásťtisíc štvorcových metrov. Podobá sa na ohromný skleník prilepený k hypermodernému hradu.
Vedcom, projektantom a inžinierom sa dovnútra podarilo umiestniť živé laboratórium vytvorené z troch tisíc rastlinných a živočíšnych druhov. Spolunažíva v ňom niekoľko oddelených 26ekosystémov vrátane ich hlavných obyvateľov: trópy, púšť a savany, lesy a sladkovodný rybník, močiare a iné vodné nádrže, simulujúce chemické zloženie mora a život na koralových útesoch.
Najviac priestoru zaberá poľnohospodárska pôda (2500 štvorcových metrov), dažďový les rastie na ploche 1900 štvorcových metrov, púšti zostala plocha asi o päťsto štvorcových metrov menšia. More s koralovými útesmi sa rozlieva na ploche osemstopäťdesiat štvorcových metrov, pobrežné mangrovníky rastú približne na polovičnej ploche.
To všetko je popretkávané množstvom čidiel a monitorov, ktoré merajú teplotu vzduchu a vody alebo obsah kyslíka v umelej atmosfére, prípadne sledujú stav pôdy či koralových útesov; ich napodobenina je rovnako unikátna ako prírodný vzor, podľa ktorého boli vytvorené.
Pre morských biológov je štúdium koralových útesov v uzavretom priestore obzvlášť zaujímavé. Môžu ho porovnávať so životom prirodzených útesov a lepšie pochopiť citlivé mechanizmy fungovania týchto najrozmanitejších, no súčasne najohrozenejších svetových ekosystémov.
Najskôr si život v uzavretom ekosystéme vrátane potravinovej sebestačnosti vyskúšal jeho duchovný otec John Allen. V septembri 1988 ako prvý človek prežil tri dni v testovacom modeli s recyklovaným vzduchom a vodou, bez prísunu jedla. Potom sa do testu úspešne zapojila Abigail Allingová (päť dní) a Linda Leighová (dvadsaťjeden dní).
V roku 1989 sa uskutočnila medzinárodná konferencia o uzavretých ekologických systémoch v ruskom Krasnojarsku na Sibíri. Voľba miesta nebola náhodná, lebo Rusi v tom čase už mali skúsenosti so svojím vlastným experimentom nazvaným Bios 3, ktorý prebehol koncom šesťdesiatych rokov uplynulého storočia.
Na konferencii v Krasnojarsku vedci azda trochu predčasne oznámili vznik nového vedného odboru, biosfériky. Mala by sa zaoberať materiálovo uzavretými systémami, ktoré sú otvorené na prísun energie a informácie.
Experiment vyrátaný na storočie
Milióny televíznych divákov mohli 26. septembra 1991 vidieť, ako sa začína experiment, ktorý mal otestovať prvú umelú biosféru. Pôvodne bol vyrátaný na celé storočie. V osemčlennom tíme, s ktorým prišla do Biosféry 2 aj Jane Poynterová, bol odborník na nízkokalorickú výživu Roy Walford a chemik Taber MacCallum, ďalej Mark Nelson, Sally Silverstonová, Mark Van Thillo, Linda Leighová a Abigail Allingová, ktorú neskôr nahradila Silke Schneiderová.
Zdravie posádky sledoval lekár vnútri (Walford) a lekársky tím vonku. Po roku experimentovania sa ukázalo, že prevažne rastlinná strava s nižším obsahom kalórií, ako je zvyčajné v civilizovanom svete, upevnila účastníkom imunitný systém, znížila im tlak aj obsah škodlivého cholesterolu v krvi.
Nebolo to však zadarmo. Výskumníci museli za lepšie zdravotné parametre zaplatiť častým pocitom hladu a nadmerným chudnutím; v priemere stratili v prvom roku šestnásť percent hmotnosti. V druhom roku preto zvýšili produkciu potravín, aj keď jej zloženie zostávalo rovnaké: obilniny všetkého druhu, sladké zemiaky (batáty), banány. Poynterovej pizza alebo bravčové slúžili iba na spestrenie jedálneho lístka.
Niektorí členovia tímu sa dodnes nemôžu na sladké zemiaky ani len pozrieť. Neskoršie štúdie ukázali, že metabolizmus ‚biosférikov‘ sa na novú potravu výborne prispôsobil a stal sa efektívnejším pri získavaní živín z nízkokalorickej stravy. Iné nezávislé štúdie týkajúce sa obmedzovania kalorickej hodnoty stravy dokonca uvažujú o tom, že práve tadiaľto vedie cesta k vytúženej dlhovekosti.
Jeden z vedcov druhého tímu pod kupolou skleníka. Tímový pokus
o dlhodobý pobyt v Biosfére 2 sa skončil rýchlym fiaskom
Kam zmizol kyslík?
Okrem dobrých správ zo skleníkov prichádzali čoraz častejšie aj zlé. Život v druhej biosfére trpel výkyvmi v hladine oxidu uhličitého. Denné rozdiely v jeho obsahu v atmosfére kolísali v rozmedzí 600 ppm (počet molekúl oxidu uhličitého na milión molekúl a atómov suchého vzduchu).
To je veľmi veľa, ak uvážime, že celkový obsah rastúceho podielu oxidu uhličitého v pozemskej atmosfére sa teraz blíži k hranici 400 ppm. Koncentrácie tohto skleníkového plynu síce klesali počas slnečných denných hodín vďaka fotosyntéze, no v nočných hodinách, keď rastliny odpočívajú, nasledoval prudký vzostup.
Na obsahu oxidu uhličitého vo vzduchu sa podpisovalo aj ročné obdobie. V zime ho bolo vo vzduchu 4000 - 4500 ppm, v lete pod 1000 ppm. V máji 1992 sa stalo ešte niečo horšie: prístroje signalizovali takmer nebadaný, no stály úbytok 0,3 percenta kyslíka mesačne.
V atmosfére má byť okolo 21 percent kyslíka, no v Biosfére 2 jeho obsah klesol po šestnástich mesiacoch až na 14,5 percenta, čo už je nebezpečne málo. Členovia tímu mali problémy s dýchaním a kondíciou, ako keby bývali v nadmorskej výške štyritisíc metrov.
Niekedy doslova lapali po dychu, zle spali a pomaly, ale isto sa dostávali na hranice svojich síl. Walford spolu s tímom medikov v januári 1993 rozhodol, že treba porušiť celistvosť systému a doplniť doň nový kyslík. To isté urobili v auguste. Pred verejnosťou to však radšej zatajili. Kto kyslík kradol? To bola veľká záhada.
Jedným z podozrivých bol klimatický jav El Niňo, ktorý dlhodobo blokoval prístup slnečných lúčov. Ďalším boli pôdne mikróby, ktorých množstvo rýchlo rástlo. No vysvetlenie stále neprichádzalo, pretože v prípade biologickej aktivity mikróbov by pokles kyslíka musel byť nasledovaný nárastom oxidu uhličitého. Lenže oxid uhličitý sa tiež niekde strácal.
Vyjasnenie priniesla až analýza, ktorú urobili Jeff Severinghaus a Wallace Broecker z Observatória Zeme Lamonta Dohertyho Kolumbijskej univerzity. Zistili, že oxid uhličitý reagoval s betónom, použitým pri výstave budov, a spolu s ním uväzňoval v múroch aj kyslík.
Maškaráda v štýle New Age?
Spolu s ubúdajúcim kyslíkom v Biosfére 2 nebadane rástlo napätie. Ľudia trpeli ponorkovou chorobou, asi po roku sa predtým jednoliaty kolektív rozdelil na dve nepriateľské frakcie. Nebolo ďaleko k hádkam, urážkam alebo k pľuvancom. Frakcie sa začali rozchádzať najmä v názore, aké je vlastne poslanie Biosféry 2.
Je to vedecký projekt alebo skôr 150-miliónový biznis? Ide o prežitie v izolovaných podmienkach, alebo o prvotný výskum ekosystémov, v rámci ktorého je dovolené porušovať princíp sebestačnosti? Alebo je druhá biosféra niečo na spôsob nafúknutej prezentácie ľudovej umeleckej tvorivosti? Zhodnúť sa nemohli ani tí vonku.
Jedni hovorili o najväčšom projekte od Kennedyho vízie cesty na Mesiac, druhí o maškaráde v štýle New Age, prikrývajúcej sa deravou vedeckou pokrývkou. „Skupina svetovo uznávaných vedcov sa stretla a vyhlásila, že Biosféra 2 je výnimočným laboratóriom, kde sa riešia rozhodujúce otázky budúcnosti Zeme a jej životného prostredia,“ konštatovala v tlačovom vyhlásení v roku 1994 Kolumbijská univerzita.
Napriek týmto pekným slovám sa však druhý tímový pokus o dlhodobý pobyt v Biosfére 2 skončil rýchlym fiaskom. Ďalej tam prebiehali už iba čiastkové experimenty. Ani Kolumbijská univerzita nakoniec nevydržala a v roku 2003 jej lídri účasť na projekte vzdali.
Potom sa uvažovalo o tom, že Biosféru 2 bude treba zbúrať alebo zachovať iba ako turistickú atrakciu. V roku 2007 zasiahla Arizonská univerzita a prebrala nad ňou záštitu. Finančne opäť pomohol osvietený mecenáš ‚Ed‘ Bass (škoda, že takí sa rodia asi iba na ropou zúrodnených poliach v Texase).
Keď Arizonská univerzita prebrala Biosféru 2, sľúbila, že ju bude využívať nielen experimentálne, ale tiež ako vzdelávacie stredisko. Tento sľub plní. V marci 2011 tam pracovalo deväťdesiat stredoškolákov z Ohia, ktorí sa učili riešiť reálne problémy výskumu biosféry ako unikátneho a nenahraditeľného systému.
Azda najstručnejšie tento poznatok vyjadrila jedna zo žien, účastníčok prvej vedeckej expedície do neznámeho sveta umelej biosféry. Na stenu miestnosti, ktorú vtedy obývali, napísala: „Až tu sme si uvedomili, ako veľmi potrebujeme prírodu, ktorá nás obklopuje. Keď zmiznú stromy, nebudeme mať čo dýchať. Keď sa zašpiní voda, nebudeme mať čo piť.“ Jednoduché až naivné, no pravdivé. Mohli by sme to povedať aj inak: Príroda žije svojím životom. S ľuďmi pritom veľmi neráta.
