Biosfera 2: el terrario vivo que alguna vez fue infame está cambiando la investigación climática
ORACLE CITY, Ariz. — Al abrir las puertas de la Pirámide de Cristal, un visitante salió del árido calor de Arizona a un desierto costero neblinoso que se extiende hasta la sabana. Los océanos de Lilliput rodean las costas rocosas. Un pasaje conduce a la selva tropical húmeda, donde los árboles de vid se elevan a 90 pies. En Biosphere 2, el entorno controlado más grande del mundo para la investigación del clima, los científicos pueden jugar con ecosistemas cada vez más reducidos apagando los aspersores y encendiendo los termostatos para comprender los efectos del calentamiento global en el mundo real.
La instalación se ha visto ensombrecida durante mucho tiempo por su desafortunada misión inaugural de 1991 para establecer una especie de colonia autosuficiente en otro planeta. Pero después de algunas renovaciones y éxito, Investigación de alto perfil- Incluir un terrario gigante que revela que el calentamiento de los océanos está matando corales (dirigido por la Universidad de Arizona desde 2011) finalmente está cumpliendo su potencial como sitio para investigaciones novedosas y arriesgadas.
En su selva tropical de medio acre, los científicos están explorando cómo los ecosistemas tropicales pueden resistir el calor y la sequía de finales del siglo XXI. Pronto, los investigadores esperan probar métodos radicales de restauración de arrecifes en el océano de un millón de galones del potrero. En marzo de 2022, la operación revelará un análogo marciano, recreando el sueño del fundador original de imitar un hábitat lleno de plantas en un mundo alienígena sin vida. Biosphere 2 es prácticamente como una máquina del tiempo que puede «aprender cómo está la Tierra cambiando la concentración de gases en la atmósfera a lo que creemos que existirá en el futuro», dice el actual director de la instalación, Joaquín Ruis.
luchas pasadas
Biosphere 2 se lanzó hace 30 años, el 26 de septiembre de 1991, cuando una tripulación de ocho personas, incluidos un médico, un botánico y un biólogo marino, comenzaron a habitar el terrario de 3,14 acres durante dos días al año. La estructura, un prototipo de un hábitat extraterrestre, fue concebida por un grupo de contracultura que se asoció con empresarios para formar una empresa llamada Space Biosphere Ventures. Está diseñado para ser un ecosistema sellado donde varios biomas, 3000 especies de plantas y animales y una granja proporcionarán a la «biosfera» todo el aire, el agua y los alimentos que necesitan. «En ese momento, muchos científicos dijeron que no se podía hacer y que todo se convertiría en limo verde», dijo Jane Poynter, uno de los hombres originales de la biosfera y fundadora de la compañía aeroespacial Space Perspective.
El caparazón no rezuma moco. Pero un año después, el oxígeno se había reducido a niveles peligrosamente bajos y la granja no producía suficientes cosechas: la tripulación se ahogaba y moría de hambre.Para abordar esto, algunos miembros del equipo de administración de Space Biosphere Ventures bombean oxígeno al edificio y usan monóxido de carbono.2 «depuradores» sin revelar públicamente sus acciones. Cuando se supo la verdad, la misión perdió credibilidad entre los científicos y fue criticada por los medios. Algunas personas todavía piensan que es injusto. “Es absurdo que los medios lo describan como un fracaso, porque ignora por completo el sentido de que esto sea un experimento”, dijo Poynter, y agregó que el objetivo es descubrir y aprender de los problemas que surgen en la biosfera artificial. Predicamento. Varios miembros del personal actual de Biosphere 2 dijeron que la falla se debió a la falta de transparencia, no a la falta de oxígeno.
De hecho, los científicos aprendieron algo importante de sus errores: el suelo es demasiado rico en materia orgánica y sus bacterias prósperas consumen demasiado oxígeno. Al principio, los investigadores no pudieron rastrear el exceso de dióxido de carbono que se suponía que estos microbios liberaban como subproducto del consumo de oxígeno. Eventualmente descubrieron que se unía químicamente con el concreto del edificio. «Este es un momento brillante», dijo John Adams, el actual subdirector de Biosphere 2. «Pueden rastrear molécula por molécula, donde [carbon] En el mundo real, se almacena en algún lugar de manera que no puedan estar afuera.
Cuando la Universidad de Columbia se hizo cargo de Biosphere 2 de 1996 a 2003, los investigadores se dieron cuenta de que en este minimundo controlado podían ajustar el CO2, calor y precipitación para predecir los niveles futuros y medir los impactos en diferentes biomas. Klaus Lackner, director del Centro de Emisiones Negativas de Carbono de la Universidad Estatal de Arizona, dijo: «Mucha gente piensa que es una herramienta delicada porque tiene un sistema complejo que puede apagar por completo y correr el riesgo de dañar los riesgos y comprender cómo se comportan los sistemas estresantes». .”, que no está afiliado a Biosphere 2. «El desafío es: tienes que asegurarte de que realmente refleje un sistema real. Creo que uno puede ir por ese camino, parte de él [research] Ahora en progreso. «
Aprende sobre el futuro
La fisióloga de ecosistemas Christiane Werner de la Universidad de Freiburg en Alemania utiliza la selva tropical de la instalación para estudiar cómo las plantas tropicales y los suelos comparten nutrientes para protegerse mutuamente del cambio climático, y cuando esos sistemas de apoyo fallan, qué sucede.Varios estudios recientes han demostrado que la deforestación y las muertes de árboles relacionadas con el clima son Transformando las selvas tropicales La Amazonía, por ejemplo, pasó de ser un espacio de almacenamiento de carbono a una enorme fuente de emisiones de gases de efecto invernadero. El objetivo de Werner era averiguar qué causó estos puntos de inflexión. Hacerlo podría ayudar a los investigadores a hacer mejores predicciones climáticas y desarrollar técnicas de reforestación más efectivas.
El equipo de Werner liberó formas rastreables de carbono e hidrógeno en la selva tropical de cúpula de vidrio, luego apagó los aspersores para desencadenar una «sequía» de 9,5 semanas y rastreó hacia dónde viajaban esos elementos. «Esto nunca se ha hecho antes», dijo, «y la Biosfera 2 es el único lugar en la Tierra donde puedes hacer este tipo de experimento porque tienes bosques completamente desarrollados que puedes manipular». Por supuesto, es imposible evocar un período seco de dos meses, y los trazadores químicos podrían escaparse a cualquier parte.
Los próximos resultados se han mantenido en secreto, pero Werner dijo que la conclusión principal fueron las diferentes formas en que varias especies de plantas respondieron al estrés. «Debido a que tienen diferentes respuestas funcionales, amortiguan todo el bosque», explicó, y agregó que, por lo tanto, la biodiversidad es clave para mantener los bosques estables durante tiempos climáticos turbulentos.
Los resultados experimentales adicionales de la selva tropical Biosphere 2 son alentadores.existe Un estudio en 2020 publicado en plantas naturales, La ecologista de la Universidad Estatal de Michigan Marielle Smith y sus colegas suben la temperatura y encuentran flora tropical más resistente a las altas temperaturas Superó muchas expectativas.
En el mini-océano de la instalación, los investigadores están trabajando con la compañía de ciencia microbiana Seed Health, Dando probióticos a los corales Vea si esto detiene la decoloración (que sucede cuando los corales estresados por el calor expulsan las algas simbióticas que ayudan a alimentarlos). Los científicos también están desarrollando un programa para experimentar con «súper corales», que están diseñados con bioingeniería para tolerar el calor y el ácido. «Si se encuentra en Miami o Hawái, no podrá obtener permiso para realizar esta investigación porque existe la preocupación de que los corales genéticamente modificados entren en la naturaleza», dijo Chris Langdon, biólogo marino de la Universidad de Miami, quien estudia la ciencia de la biosfera 2. Comite de prevencion. «Debido a que Biosphere 2 está en medio del desierto, no hay absolutamente ningún riesgo si algo se escapa».
Langdon no era ajeno a los océanos de la Biosfera 2. En la década de 1990, realizó allí una investigación que reveló por primera vez que la acidificación de los océanos provocaba la disolución de los corales debido a la falta de calcio. Los tanques gigantes también son un buen lugar para probar la idea principal de lograr emisiones negativas de carbono, dijo: elevar el pH del océano al agregar rocas disueltas, lo que le da al agua una mayor capacidad para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.
No todos los proyectos de Biosphere 2 se centran en el clima.su llamado Simulación espacial de la Luna y Marte Kai Staats, director de SAM, dijo que (SAM), actualmente en construcción, es «muy similar a la biosfera original a nivel científico e incluso filosófico». A diferencia de otros análogos espaciales en todo el mundo, SAM será un hábitat sellado. Su objetivo principal será descubrir cómo pasar de métodos mecánicos para producir aire respirable a sistemas autosuficientes en los que las plantas, los hongos y los humanos produzcan oxígeno y dióxido de carbono en equilibrio preciso.
Los investigadores visitantes cultivarán frutas y verduras hidropónicamente en los invernaderos de SAM, que han sido pintados y teñidos para bloquear la luz solar e imitar la luz solar más oscura de Marte. También intentarán convertir el regolito, escombros similares al basalto marciano inanimado, en tierra fértil. Esto podría tener implicaciones para restaurar parte de la topografía degradada del planeta.
Dado el estado inestable del clima de la Tierra, Staats espera que los científicos que viven en SAM experimenten lo que él llama el tipo de epifanía que le describió Linda Leigh, uno de los hombres originales de la biosfera. «En un entorno tan cerrado, no puedes evitar prestar atención a cada respiración que tomas, cada vaso de agua que bebes, cada bocado de comida que ingieres, porque no irá a lugares que nunca has visto antes». ella dijo. «Él dijo. «Va a volver de inmediato».
