Il fallimento della prima colonia: Biosfera 2

A 50 minuti a nord di Tucson, in  Arizona, negli Stati Uniti, ai piedi delle montagne di Santa Catalina a Oracle, si trova una struttura in vetro dalle sembianze spaziali, diversa da qualsiasi cosa tu abbia mai visto prima.

Un insieme di cupole geodetiche e piramidi conosciute con il nome di Biosfera 2. Era un progetto che poteva rappresentare un passo avanti verso la colonizzazione di Marte da parte degli umani, ma nonostante fosse così avanzato e futuristico questo progetto alla fine si è rivelato un incubo per tutti i soggetti coinvolti.

Biosfera 2 è un complesso di 3,14 acri che è stato costruito tra il 1987 e il 1991; è costituito da diversi tipi di scenari ambientali quali ad esempio savana, foresta tropicale e oceano.

L’obiettivo principale di questo progetto era quello di studiare un sistema ecologico artificiale al chiuso, per dimostrare come avremmo potuto sopravvivere su altri pianeti o lune, come Marte o Titano.

“La biosfera è stata progettata per due motivi: in primis doveva essere un prototipo per la base spaziale su Marte,  in secondo luogo aveva l’obiettivo di studiare la forma “vita” in modo da poter capire il più possibile della terra”.

Il progetto è stato ideato dall’ingegnere John P.Allen e finanziato da Ed Bass, un miliardario erede di una fortuna petrolifera.

Entrambi gli uomini avevano un forte interesse per l’ambiente e con i grandi sogni di Allen e i grandi soldi di Ed Bass i due hanno avuto l’idea di creare Biosfera 2.

In una conferenza a Oracle, nel 1984, Allen raccontò a tutti i presenti i suoi piani per costruire un prototipo di colonia di Marte sulla terra e che il destino dell’umanità sarebbe stato quello di seminare la vita della terra nello spazio.

Già nel 1926, uno scienziato sovietico, Vladimir Nadski scrisse un libro chiamato “biosfera” che più tardi fu da ispirazione a scienziati sovietici per costruire nel 1972  Bios 3 nel quale furono condotti 10 diversi esperimenti. Si è dimostrato il progetto più lungo, con un equipaggio di tre uomini per una durata di 180 giorni.

Nel 1986, John Allen e altri partecipanti del progetto biosfera, si incontrarono con il Dottor Joseph Gitelson, capo del progetto Bios 3 e nel 1989 un gruppo di biosfera 2 visitò le strutture Bios 3.

John Allen disse che Bios 3 e le intuizioni russe erano importanti per il progetto biosfera 2.

Ma biosfera 2 non ha nulla a che fare con il Bios 3; essa era molto più grande. Si trattava di un vero e proprio mondo gigantesco autosufficiente con 3 800 specie di piante e animali al suo interno. 

La struttura è composta da tre sezioni principali: un’area chiusa in vetro sulla superficie;

un’area chiamata tecnosfera che si trova sottoterra ed un’area designata per l’habitat umano.

La struttura in vetro che rimane sulla superficie è realizzata con 7,2 milioni di piedi cubi di vetro sigillato, supportato da telai in acciaio ed è alta 27 metri nel punto più alto. All’interno di questa struttura erano presentu cinque diversi ecosistemi tra i quali il deserto e la foresta pluviale tropicale che si trovavano all’interno delle piramidi e nella zona centrale si trovavano le praterie della savana, le zone umide di mangrovie e l’oceano, completo di una barriera corallina.

La tecnosfera conteneva tutta la tecnologia necessaria per gestire e mantenere l’ambiente della biosfera, comprese due dozzine di unità di trattamento dell’aria che controllavano la temperatura e l’umidità. L’aria che proveniva dal centro energetico, un edificio esterno all’area chiusa che forniva anche acqua calda e fredda per regolare la temperatura e nel quale erano presenti anche generatori per alimentare Biosfera 2 veniva fatta circolare nei sistemi di trattamento dell’aria.

Sui lati sud e ovest della Biosfera 2 si trovano due grandi cupole geodetiche anch’esse sulla superficie, che contengono i polmoni della biosfera. Si tratta di enormi camere di espansione variabile in grado di regolare la pressione dell’aria all’interno della cupola realizzata in acciaio e vetro.

Questi polmoni artificiali giganti costituivano una tecnologia straordinaria all’epoca e consistevano in una piastra di metallo pesante attaccata a una membrana di gomma. La piastra metallica poteva essere sollevata o abbassata per regolare la pressione dell’aria all’interno delle cupole secondo le necessità. Tuttavia questa tecnologia non era affatto economica. 

Il budget originale per il progetto della biosfera era di 25 milioni di euro, ma quando il progetto fu terminato costò un totale di 167 milioni di euro. È stato finanziato dall’uomo d’affari Ed Bass che ha fornito 125 milioni di euro fino al 1991. Ciò equivarrebbe a circa 300 milioni di euro rettificati oggi.

Il progetto era molto ambizioso e tutti pensavano che sarebbe stato un enorme successo come molti altri progetti in quel periodo. Molti soldi non sempre sono sinonimo di successo ma si stava parlando di un progetto che avrebbe rivoluzionato l’umanità. 

Nel settembre 1991 quattro donne e quattro uomini soprannominati i “biosferiani” in tute stile nasa si offrirono volontari per entrare in Biosfera 2 e vivere all’interno senza uscire dalla struttura per due anni.

Ognuna di queste persone è stata addestrata a svolgere compiti specifici durante la missione e, naturalmente, c’era anche un medico tra di loro. Ma i lavori agricoli sono ciò che ha richiesto la maggior parte del loro tempo perché dovevano prodursi il cibo autonomamente, inclusi verdure, cereali, uova, carne, latte di animali da fattoria e pesce allevato nelle vasche di acquacoltura.

Tuttavia, la biosfera non è rimasta sigillata a lungo poiché solo 12 giorni dopo essere entrata, Jane Poynter una giovane donna inglese responsabile della fattoria, ha messo la mano nella trebbiatrice e si è tagliata un dito.

Il medico del gruppo non è stato in grado di riattaccarlo ed è stata evacuata da Biosfera 2 per un intervento chirurgico.

“Stavo pulendo la macchina quando ad un tratto la mia mano si è bloccata”.

Quando è rientrata nella biosfera portò con sé una borsa con alcuni circuiti stampati e un piano di piantagione per la foresta pluviale.

È stata la prima volta che il pubblico ed i media hanno iniziato a deridere e ridicolizzare il progetto e hanno affermando che la borsa sarebbe stata piena di provviste, sottolineando che tutto ciò non sarebbe stato possibile su Marte.

Inoltre i problemi non finirono, solo 24 ore dopo che l’equipaggio fu sigillato all’interno, il capitano dell’equipaggio annunciò che i livelli di anidride carbonica erano saliti a 521 parti per milione.

Un aumento di 45 sui livelli fuori dalla cupola. Il giorno successivo è stato riferito un ulteriore aumento pari a 826 parti per milione e giorno dopo giorno l’equipaggio iniziò a sentirsi sempre più stanco iniziando poi a rimanere senza aria mentre saliva le scale.

“L’ossigeno ha iniziato a scendere dall’inizio ma non l’abbiamo notato”.

Dopo 17 mesi, i livelli di ossigeno erano scesi a 14,2%. I biosferiani vivevano con bassi livelli di ossigeno, pari a quello che gli alpinisti respirano a 17mila metri.

L’equipaggio riusciva a malapena a camminare, anche il dottore aveva problemi a sommare cifre semplici e si squalificò dal servizio. Inizialmente, si sperava che l’atmosfera artificiale dovesse solo

stabilizzarsi ma col passare del tempo era chiaro che c’era qualcosa che non andava.

Fu solo un anno e quattro mesi dall’inizio della missione che un camion cisterna con 31.000 libbre di

ossigeno liquido è stato inviato alla stazione per rifornirla di ossigeno.

Ma quindi cosa ha causato questo enorme fallimento di Biosfera 2 nel creare e mantenere i propri livelli di ossigeno? Dopo alcune ricerche si è scoperto che i veri colpevoli erano i batteri presenti nel terreno. Questi espiravano infatti enormi quantità di anidride carbonica.

Un altro grosso problema è che la stragrande maggioranza di biosfera 2 è stata costruita in cemento che contiene idrossido di calcio.

Invece di essere consumata dalla pianta per produrre più ossigeno, la CO2 in eccesso ha reagito con l’idrossido di calcio nei muri di cemento e ha creato carbonato di calcio e acqua.

Dopo la prima missione, gli scienziati sono entrati e hanno testato i muri di cemento, hanno scoperto che l’interno dei muri conteneva 10 volte la quantità di carbonato di calcio rispetto all’esterno.

Per risolvere questo problema tutte le pareti furono rivestite con uno strato protettivo. Tuttavia, i livelli di ossigeno continuarono ad essere un problema nella seconda missione e non solo l’equipaggio ne ha sofferto ma il livello di ossido di azoto diventarono così pericolosamente alti da aumentare il rischio di danno cerebrale a causa di una riduzione della sintesi della vitamina b12. Ma non erano solo gli umani all’interno a soffrire di un ambiente instabile. I progettisti hanno scelto con cura una grande varietà di piante, animali e specie di insetti da inserire in biosfera 2 per studiare cosa sarebbe successo. Nessuno avrebbe immaginato che ci sarebbe stata un’estinzione di massa all’interno.

Nonostante la morte della maggioranza della flora e della fauna, alcune specie di insetti prosperavano in questo ambiente artificiale. Scarafaggi e un insetto chiamato rampant hanno dominato involontariamente tutte le altre specie di formiche ed anche le specie vegetali più resistenti come l’Ipomea soffocò la vita di tutte le altre piante.

I membri dell’equipaggio impiegarono la maggior parte del loro tempo e delle loro energie cercando di mantenere i loro raccolti nonostante le grandi difficoltà e nel novembre del 1992 dovettero ricorrere

al consumo di scorte di semi che non erano stati coltivati all’interno della biosfera.

“Avevamo sempre fame e quando finivo un pasto avevo di nuovo fame. Era davvero difficile. E la parte più difficile è che quando si diventa così affamati si finisce per dover pianificare le proprie energie. Alle quattro del pomeriggio dovevo ancora diserbare un intero campo o dovevo andare nella foresta pluviale e tagliare un mucchio di foglie morte ma non avevo più energia”.

Ma i problemi non sono finiti qui, i sistemi idrici sono stati inquinati da troppi nutrienti e l’equipaggio si ritrovò costretto a dover pulire l’acqua facendola scorrere su stuoie di alghe.

Quindi, dopo averli usati per togliere i nutrienti, asciugavano questi tappetini e li conservavano.

Durante tutto il periodo di permanenza le pareti di vetro della biosfera 2 erano continuamente riprese da telecamere e da turisti curiosi di vedere cosa accadeva all’interno. Le vite della troupe si sono trasformate così in un reality show televisivo con tutti che volevano vedere cosa stava succedendo e se la troupe sarebbe rimasta davvero dentro per due anni interi senza aiuto esterno.

In effetti, il primo reality show al mondo è stato ispirato da Biosphere 2 ed è stato chiamato Big Brother, andato in onda nei Paesi Bassi nel 1999.

E nonostante il team fosse rinchiuso dentro a lottare con l’atmosfera artificiale e la fame, migliaia di turisti volevano dare un’occhiata alla struttura massiccia e agli stessi biosferiani come se fossero un gigantesco formicaio .

L’intero progetto è stato comunque considerato da molti un completo fallimento.

Si è venuti inoltre a conoscenza che i membri del personale facevano molte più consegne all’equipaggio all’interno di quanto la gente o i media sapessero. Segretamente c’erano consegne di rifornimenti inclusi semi, vitamine, trappole per topi e altre forniture due volte al mese.

E un ex dipendente ha anche rivelato che gli ingegneri avevano installato uno scrubber ad anidride carbonica per gestire artificialmente l’atmosfera.

La cosa interessante è che quando il test di sopravvivenza terminò nel settembre 1993 l’equipaggio si separò in due gruppi opposti che a quanto pare non si sarebbero parlati.

“Due uomini e due donne su ogni lato. E si scopre che è un evento stranamente molto normale per i gruppi che convivono in ambienti chiusi; accade in Antartide, accade nello spazio. E’ una situazione molto complicata soprattutto quando dall’altro lato ci sono persone che prima erano tuoi migliori amici”.

Il gruppo si separò con il tempo a causa di discrepanze quali disaccordi sul progetto e una convivenza ristretta.

Sembrerebbe che il sogno di avere biosfere su altri mondi come Marte sia svanito.

Ci sarebbe stato inoltre un secondo gruppo di sette persone ad entrare il 6 marzo 1994 nella Biosfera 2 dopo che furono attuati una serie di aggiornamenti tra cui la sigillatura dei muri di cemento all’interno.

Tuttavia, due membri del primo equipaggio Abigail Allen e Mark Van Thil sarebbero entrati nella biosfera quando ancora era sigillata.

I due sono stati arrestati e si sono giustificati dicendo che lo avrebbero fatto per salvare il nuovo equipaggio dall’interno dai pericoli che stava affrontato. Durante il periodo dell’irruzione il dieci per cento dell’aria della biosfera è stata scambiata con l’esterno.

Poco dopo l’accaduto Ed Bass decise che ne aveva abbastanza della vicenda e il 1 aprile 1994 intorno alle 10 una limousine con un paio di banchieri scortati da marescialli federali arrivarono sul posto con un ordine restrittivo temporaneo e il progetto fu sospeso. Tutte le serrature furono cambiate, tutti i sistemi di comunicazione modificati e a tutto l’equipaggio e al personale è stato impedito di ricevere dati riguardanti la sicurezza e le operazioni di ricerca.

Molti dei dati originali non sono mai stati analizzati e non sono quindi disponibili.

Questo secondo equipaggio sarebbe rimasto all’interno per cinque mesi e 16 giorni prima che la missione fosse terminata. Nel gennaio 2005 i proprietari di Biosphere 2 hanno annunciato che stavano vendendo i 1 600 acri di superficie e nel giugno 2007  il territorio è stato venduto per soli 41 milioni di euro con l’obiettivo di costruirci sopra case e un resort. Tuttavia, in seguito sarebbe stato affittato all’università dell’Arizona e Biosphere 2 sarebbe ancora in piedi e disponibile per la ricerca e l’istruzione.

Nel 2011 il signor Bass ha donato ufficialmente Biosphere 2 all’università dell’Arizona che era stata coinvolta dal 2003 insieme a 16 milioni di euro per sostenere la sua ricerca.

Biosfera 2 è ancora in piedi oggi e la scienza è ancora in corso all’interno delle sue mura.

Proprio di recente, nel 2017, Edward Bass ha donato altri 25 milioni di euro all’università

per continuare la ricerca sul cambiamento climatico globale e su altre grandi sfide scientifiche che interessano il pianeta.

L’esperimento di Biosfera 2 non è riuscito a generare sufficiente aria respirabile, acqua potabile e

cibo adeguato per soli 8 esseri umani nonostante richiese una spesa massiccia di oltre 166 milioni di euro. 

È stato un esperimento grandioso e ambizioso, nel senso che la vita stessa è un esperimento ma

si è trattato di un completo fallimento. Anche se il progetto non è stato condotto da scienziati professionisti, non possiamo negarne l’importanza. Bill Dempster, il direttore dei sistemi di ingegneria e progettista delle sfere Lungs dice che è stato un enorme successo. Il sistema di tenuta di Biosphere 2 era così fantastico che inaspettati aumenti di CO2 e ossigeno estraneo non sarebbero stati rilevati se non per il contenimento atmosferico quasi totale. Biosfera 2 ha perso solo il 10 percento del suo ossigeno in un anno; in confronto, lo space shuttle della NASA in pensione ha perso il 2% al giorno.

Il sistema agricolo è stato probabilmente il mezzo acro di terra più produttivo nella storia dell’agricoltura, attraverso cui i biosferiani sono sopravvissuti per due anni.

Probabilmente la parte più importante di questo esperimento è stata la sua eredità culturale che ha portato alla consapevolezza generale della terra stessa come un sistema in gran parte chiuso che può essere facilmente e imprevedibilmente disturbato. Si è dimostrata una lezione molto utile per dimostrare quanto possa essere fragile la Biosfera terrestre e di quanto gli esseri umani sono una parte molto importante della stessa.