Biosfeer-2: de aarde in het klein

Biosfeer-2 was een gigantisch en ambitieus project dat zijn oorsprong vond in de jaren 80 van de vorige eeuw. Het idee was om een gesloten en zelfvoorzienend ecologisch systeem op te zetten waarin ook mensen zonder problemen in leven zouden kunnen blijven. Het project kon op veel belangstelling rekenen vanuit de media en de wetenschap en vormt nog steeds een belangrijk object bij onderzoeken naar milieu, duurzaamheid en natuur.

Wat is Biosfeer-2?

Biosfeer-2 is een constructie van bijna 1,3 hectare, gebouwd om een zelfstandig en gesloten ecosysteem na te bootsen. Hiermee is het het grootste gesloten systeem dat ooit gebouwd is. Aangezien de aarde de echte biosfeer omvat, werd voor dit project gekozen voor de naam Biosfeer-2. De constructie is gebouwd tussen 1987 en 1989 en is een belangrijk centrum geweest voor onderzoeken met betrekking tot milieu en natuur.

Totstandkoming van Biosfeer-2

Initiatiefnemers

Space Biosphere Ventures, een instituut voor ecotechniek waarvan John Allen en Margret Augustine de beheerders waren, was verantwoordelijk voor de totstandkoming van Biosfeer-2. Het project werd betaald door oliemiljardair Edward Bass.

Doelstellingen van het project

De initiatiefnemers van Biosfeer-2 hadden een aantal belangrijke redenen om het project op te starten. Allereerst was er spraken van een tijdperk waarin er steeds meer aandacht kwam voor milieu en de gevolgen die het menselijk handelen had op de aarde. Apocalyptische scenario's werden steeds realistischer. Biosfeer-2 - en mogelijke andere toekomstige projecten die hierop gebaseerd zouden zijn - zou een prima toevluchtsoord kunnen zijn, mocht er een ramp uitbreken. Daarnaast zou Biosfeer-2 ook als voorbeeld kunnen dienen voor technische innovaties ten behoeve van de ruimtevaart. Een ander belangrijke doelstelling was om een omgeving vorm te geven waarin unieke ecologische en natuurwetenschappelijk onderzoeken verricht zouden kunnen worden; op die manier zou er meer inzicht kunnen ontstaan in het functioneren van de aarde. Ten slotte zagen de initiatiefnemers van Biosfeer-2 hun project ook als een soort ultiem kunstproject.

Vormgeving van Biosfeer-2

Locatie

Het systeem van Biosfeer-2 kende nogal wat eisen. Allereerst was het belangrijk dat er veel zonlicht beschikbaar was: aangezien het systeem van glas gebouwd zou worden zou dat betekenen dat een deel van de straling niet optimaal doorgelaten zou worden, en voor dat feit zou gecompenseerd moeten worden met een groot aantal zonne-uren. Zonlicht is immers de belangrijkste externe energiebron voor het leven op aarde. Daarnaast moest de locatie niet te warm zijn: het zou anders al snel te heet worden in de kas. Ten slotte moest de ligging ook enigszins gunstig zijn wat bereikbaarheid betreft.

Uiteindelijk werd gekozen voor het plaatsje Oracle, in de woestijn van Arizona, Verenigde Staten. Het aantal zonne-uren is hier vanwege de breedtegraad vrij hoog, maar door de wat hogere ligging lopen de temperaturen niet extreem hoog op.

Biomen

In totaal waren er zeven verschillende biomen (ofwel natuurlijke omgevingen) in Biosfeer-2 terug te vinden. Dit waren respectievelijk een oceaan, een moeras, een savanne, een tropisch regenwoud en een woestijn. Daarnaast was er een landbouwgedeelte waarin gewassen geteeld en dieren gehuisvest werden. Ten slotte was er het zogenaamde habitat: de leefruimte van de menselijke proefpersonen in Biosfeer-2.

Elk bioom had een belangrijke rol in Biosfeer-2: zo was het tropisch regenwoud essentieel voor het handhaven van de luchtkwaliteit en was het moeras een belangrijk onderdeel voor de zuivering van water. Toch waren de biomen in zekere zin allemaal afhankelijk van elkaar, omdat ze onderdeel uitmaakten van dezelfde biochemische cycli, hydraulische omgeving en atmosfeer.

Het feit dat er zoveel verschillende biomen met ieder zijn specifieke kenmerken op een relatief klein gebied geplaatst waren, leverde wel wat problemen op. Zo was het woestijngebied eigenlijk al snel geen woestijn meer te noemen omdat de luchtvochtigheid te hoog was en er teveel plantengroei ontstond.

Missies

In Biosfeer-2 zijn er in totaal twee missies geweest waarbij menselijke proefpersonen, "bionauten", werden opgesloten in Biosfeer-2.

Eerste missie

Op 26 september 1991 startte de eerste missie, waarbij in totaal acht bionauten geselecteerd werden. Dit getal kwam niet uit de lucht vallen: het zou het benodigd aantal mensen zijn voor alle taken die in de biosfeer verricht zouden moeten worden. De eerste missie was vooral gericht op het opstarten van de systemen binnen Biosfeer-2.

Al snel dienden de eerste problemen zich aan. Zo was er al snel sprake van zuurstofgebrek en een hoge concentratie aan koolstofdioxide. In eerste instantie was het onduidelijk waar deze problemen vandaan kwamen, totdat bleek dat zuurstof reageerde met de betonnen binnenwanden van Biosfeer-2. Door middel van kunstgrepen is de luchtkwaliteit verbeterd. Deze interventies hadden echter wel een negatieve invloed op de geloofwaardigheid van het hele project.

Daarnaast hadden de bewoners te kampen met voedseltekorten. Het glas waaruit de kas was opgebouwd bleek toch invloed te hebben op de golflengten van het licht dat binnenviel: dit had invloed op de fotosynthese van de aanwezige planten. Het gevolg was dat de gewassen erg kwetsbaar waren en weinig opbrengst hadden. Ook hadden de bewoners te kampen met plagen van onder andere mijten en kakkerlakken, wat de voedselproductie niet ten goede kwam.

Ondanks alle problemen bleven de bionauten gezond en was er geen noodzaak om de missie voortijdig af te breken. Op 26 september 1993, precies twee jaar na de start, werd de missie beëindigd.

Tweede missie

Missie twee vond plaats in maart 1994 en zou tien maanden duren. Waar de eerste missie zich vooral had gericht op het opstarten van Biosfeer-2, zou missie twee zich vooral gaan richten op ecologisch onderzoek. Er namen zeven bionauten deel aan deze missie.

Missie twee was niet zo'n succes: de gemoederen binnen de groep liepen al snel hoog op. Daarnaast waren er problemen met de luchtkwaliteit. Na zes maanden bleek de concentratie lachgas in de kunstmatige atmosfeer zo hoog te zijn dat het gevaarlijk zou kunnen worden voor de bewoners van Biosfeer-2 en werd de missie voortijdig afgebroken.