<div class="key-takeaways"><ul><li>โครงการ Biosphere 2 เริ่มต้นเมื่อวันที่ 26 กันยายน 1991 โดยมีลูกเรือ 8 คนเข้าไปอยู่อาศัยในอาคารปิด</li><li>โครงสร้างพื้นที่ 40 เอเคอร์ในรัฐแอริโซนาประกอบด้วยป่าดิบชื้น สะวันนา มหาสมุทร ทะเลทราย และพื้นที่เกษตรกรรม</li><li>ระดับออกซิเจนในระบบลดลงจาก 20.9% เหลือ 14.5% ในเดือนมกราคม 1993 เนื่องจากจุลินทรีย์และปูนซีเมนต์</li><li>โครงการนี้กลายเป็นการศึกษาด้านการแพทย์เกี่ยวกับการจำกัดแคลอรีและผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์</li></ul></div><p>ในปี 1991 บุคคล 8 คนได้ก้าวเข้าสู่ Biosphere 2 โครงสร้างเรือนกระจกขนาดมหึมาในทะเลทรายแอริโซนา ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อทดสอบว่ามนุษย์สามารถดำรงชีวิตภายในระบบนิเวศที่ปิดสนิททางวัสดุได้หรือไม่ โครงการนี้ริเริ่มโดย Space Biospheres Ventures โดยมีแนวคิดที่จะผสานวิศวกรรมนิเวศเข้ากับต้นแบบสำหรับการอยู่อาศัยในอวกาศระยะยาว ภายในอาคารแห่งนี้ได้รวบรวมทั้งป่าดิบชื้น สะวันนา ทะเลทราย มหาสมุทร พื้นที่เกษตรกรรม ห้องปฏิบัติการ และที่พักอาศัยไว้ภายใต้หลังคาเดียวกัน สิ่งที่เกิดขึ้นภายในระยะเวลาสองปีต่อมาได้สะท้อนให้เห็นถึงความซับซ้อนของการเชื่อมโยงระหว่างระบบนิเวศ สถาปัตยกรรม เทคโนโลยี และมนุษย์เมื่อไม่มีทางหนีออกไปได้</p><p>แนวคิดเบื้องหลังโครงการนี้เกิดขึ้นในช่วงยุคที่เต็มไปด้วยความคาดหวัง ซึ่งแนวคิดเรื่องนิเวศวิทยา วัฒนธรรมทางเลือก ทฤษฎีระบบ และการสำรวจอวกาศเริ่มหลอมรวมเข้าด้วยกัน John P. Allen ร่วมมือกับ Edward P. Bass นักธุรกิจและผู้ใจบุญชาวเท็กซัส พัฒนาโครงการนี้ขึ้นโดยมีความเชื่อว่าระบบนิเวศที่ถูกกักเก็บไว้สามารถศึกษาได้ในสเกลที่ใหญ่พอที่จะรองรับมนุษย์ได้ ความทะเยอทะยานในขณะนั้นมีทั้งในระดับโลกและระดับอวกาศ นั่นคือการทำความเข้าใจวัฏจักรของโลกผ่านการจำลองขนาดจิ๋ว พร้อมทั้งสำรวจว่าหลักการที่คล้ายคลึงกันนี้จะสามารถสนับสนุนการใช้ชีวิตของมนุษย์บนดวงจันทร์หรือดาวอังคารได้หรือไม่ในอนาคต</p><p>ข้อเสนอดังกล่าวทำให้ตัวอาคารกลายเป็นส่วนหนึ่งของการทดลอง Biosphere 2 ซึ่งก่อสร้างขึ้นในเมืองออราเคิล รัฐแอริโซนา ระหว่างปี 1987 ถึง 1991 อยู่ภายในโครงสร้างเหล็กและกระจกที่มีปริมาตรบรรยากาศประมาณ 200,000 ลูกบาศก์เมตร พร้อมด้วยแผ่นซับสแตนเลสใต้พื้นที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันการแลกเปลี่ยนที่ไม่สามารถควบคุมได้กับดินและน้ำโดยรอบ นอกจากนี้ยังมีระบบท่อ ปั๊ม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ระบบอากาศ และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการรีไซเคิลน้ำซ่อนอยู่เบื้องล่าง</p><div class="mb-20"><img class="img-bdrd-16" src="https://api.inewgen.co/uploads/biosphere_2_mt7ur1nf_inline_1_0ac1b58599.jpg" alt="Biosphere 2 tropical rainforest interior architecture" loading="lazy" /><p class="color-gray-500 text-sm mt-10">ภาพประกอบจากคลังภาพสต็อก ไม่ใช่ภาพจากเหตุการณ์จริง</p></div><div class="stat-row"><div class="stat-item"><span class="stat-number">14.5%</span><span class="stat-label">ระดับออกซิเจนในเดือนมกราคม 1993</span></div><div class="stat-item"><span class="stat-number">20.9%</span><span class="stat-label">ระดับออกซิเจนเริ่มต้นในปี 1991</span></div></div><p>เนื่องจากโครงสร้างที่ปิดสนิทได้รับความร้อนและความเย็นภายใต้แสงแดดของรัฐแอริโซนา บรรยากาศภายในจึงเกิดการขยายตัวและหดตัว วิศวกรจึงติดตั้งห้องปรับปริมาตรขนาดใหญ่สองห้องที่เรียกว่า 'ปอด' (lungs) เพื่อช่วยควบคุมแรงดันอากาศภายในระบบ ระบบนี้เป็นเครื่องเตือนใจว่า Biosphere 2 ทำหน้าที่เป็นเสมือนเครื่องจักรสำหรับจัดการฟิสิกส์บรรยากาศควบคู่ไปกับการเป็นโลกใบจิ๋ว</p><p>โครงการนี้พยายามที่จะบีบอัดความหลากหลายทางชีวภาพให้อยู่ในพื้นที่ที่ค่อนข้างจำกัด พื้นที่เกษตรกรรมถูกจัดเตรียมไว้เพื่อให้ผลผลิตอาหารส่วนใหญ่แก่ลูกเรือ ขณะที่พื้นที่อยู่อาศัยและห้องปฏิบัติการถูกผสานเข้าไว้ในสภาพแวดล้อมปิดเดียวกัน กลยุทธ์พื้นฐานคือการสร้างความซับซ้อนทางชีวภาพให้มากพอที่ระบบนิเวศจะเริ่มจัดระเบียบตัวเองได้ แต่การทดลองกลับแสดงให้เห็นอย่างรวดเร็วว่าความหลากหลายทางชีวภาพไม่สามารถถูกประกอบขึ้นจากรายชื่อสายพันธุ์แล้วคาดหวังว่าจะจำลองความสัมพันธ์ของระบบนิเวศที่โตเต็มที่ได้</p><p>หลังจากลูกเรือชุดแรกเข้าสู่พื้นที่ปิดเมื่อวันที่ 26 กันยายน 1991 ความเข้มข้นของออกซิเจนเริ่มลดลงอย่างต่อเนื่อง จนถึงเดือนมกราคม 1993 ออกซิเจนในบรรยากาศลดลงจากประมาณ 20.9 เปอร์เซ็นต์เหลือ 14.5 เปอร์เซ็นต์ สภาพแวดล้อมดังกล่าวสร้างความกดดันทางสรีรวิทยาอย่างมากต่อลูกเรือ และในที่สุดก็จำเป็นต้องมีการเติมออกซิเจนเข้าไปในระบบที่ควรจะปิดสนิท ปัญหาไม่ได้เกิดจากการที่พืชผลิตออกซิเจนน้อยเกินไปเท่านั้น แต่ระบบนิเวศเทียมยังมีสารอินทรีย์จำนวนมหาศาลอยู่ในดิน ซึ่งจุลินทรีย์ได้ใช้ออกซิเจนในการหายใจและผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา</p><div class="ai-insight"><p>การจำลองระบบปิดเช่น Biosphere 2 สะท้อนให้เห็นความเปราะบางของการพึ่งพาอาศัยกันระหว่างสิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อมทางกายภาพ เช่น ปูนซีเมนต์และจุลินทรีย์ในดิน ซึ่งเป็นตัวแปรที่นักวิทยาศาสตร์ในยุค 90 อาจประเมินผลกระทบต่ำไป บทเรียนนี้กลายเป็นรากฐานสำคัญในการศึกษาวิศวกรรมระบบนิเวศและการวางแผนภารกิจสำรวจอวกาศในระยะยาวในปัจจุบัน</p></div><p>การใช้คอนกรีตในการก่อสร้างเป็นอีกหนึ่งตัวแปรที่ยังไม่ได้คำนวณอย่างเพียงพอ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการหายใจของจุลินทรีย์ทำปฏิกิริยากับสารประกอบแคลเซียมในคอนกรีตของอาคาร ส่งผลให้ก๊าซส่วนหนึ่งถูกดูดซับออกจากบรรยากาศ ทำให้เกิดความไม่สมดุลที่ออกซิเจนยังคงลดลงอย่างต่อเนื่องในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่ไม่คงอยู่ในอากาศ</p><p>ความล้มเหลวทางชีวภาพอื่นๆ ก็เกิดขึ้นเช่นกัน แมลงผสมเกสรและสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายชนิดที่ถูกนำเข้ามาได้หายสาบสูญไป ในขณะที่สายพันธุ์ฉวยโอกาสอย่างมดและแมลงสาบกลับแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็ว เถาวัลย์ที่รุกรานได้แพร่กระจายไปทั่วป่าดิบชื้น และการผลิตพืชผลเผชิญกับความยากลำบากเนื่องจากการผสมเกสร ศัตรูพืช โรค สภาพอากาศ และแสงที่มีอยู่มีปฏิสัมพันธ์ในรูปแบบที่ยากจะคาดเดา</p><p class="source-attribution">ที่มา: <img src="https://www.google.com/s2/favicons?domain=www.designboom.com&sz=64" alt="designboom" class="source-logo" width="16" height="16" /> <a href="https://www.designboom.com/architecture/biosphere-2-humans-earth/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">designboom</a></p>

<div class="key-takeaways"><ul><li>The Biosphere 2 project began on September 26, 1991, with eight crew members entering a sealed structure.</li><li>The 40-acre Arizona complex housed a rainforest, savanna, ocean, desert, and agricultural zones under one roof.</li><li>Atmospheric oxygen dropped from 20.9% to 14.5% by January 1993 due to soil microbes and concrete reactions.</li><li>The mission doubled as a medical study on caloric restriction and human physiological adaptation.</li></ul></div><p>In 1991, eight individuals stepped inside Biosphere 2, a vast glass enclosure in the Arizona desert designed to test whether humans could survive within a materially closed ecosystem. Conceived by Space Biospheres Ventures, the project aimed to combine ecological engineering with a prototype for long-duration space habitation. The complex brought together a tropical rainforest, savanna, desert, ocean, agriculture, laboratories, and living quarters under a single roof. What unfolded inside over the following two years revealed the intricate entanglements between ecological, architectural, technological, and human systems with nowhere else to go.</p><p>The project emerged from an era characterized by optimism where ecological thinking, counterculture, systems theory, and space exploration intersected. John P. Allen, working alongside Texas businessman and philanthropist Edward P. Bass, developed the initiative based on the premise that a contained ecological system could be studied at a scale large enough to include people. The ambition was both terrestrial and extraterrestrial: to understand Earth cycles through miniature reproduction while exploring whether similar principles could eventually support human life on the Moon or Mars.</p><p>That premise turned the building itself into part of the experiment. Constructed in Oracle, Arizona, between 1987 and 1991, Biosphere 2 was housed within a steel-and-glass envelope enclosing approximately 200,000 cubic meters of atmosphere, while a stainless-steel liner prevented uncontrolled exchanges with the surrounding soil and water. Extensive piping, heat exchangers, air systems, and water-recycling infrastructure formed a hidden technosphere beneath the visible landscape.</p><div class="mb-20"><img class="img-bdrd-16" src="https://api.inewgen.co/uploads/biosphere_2_mt7ur1nf_inline_1_0ac1b58599.jpg" alt="Biosphere 2 tropical rainforest interior architecture" loading="lazy" /><p class="color-gray-500 text-sm mt-10">Stock photo for illustration only, not from the actual event</p></div><div class="stat-row"><div class="stat-item"><span class="stat-number">14.5%</span><span class="stat-label">Oxygen level by January 1993</span></div><div class="stat-item"><span class="stat-number">20.9%</span><span class="stat-label">Initial oxygen level in 1991</span></div></div><p>Because the sealed structure expanded and contracted under the Arizona sun, engineers installed two massive variable-volume chambers known as the 'lungs' to regulate internal pressure. This system underscored that Biosphere 2 functioned just as much as a machine for managing atmospheric physics as it did a miniature world.</p><p>The project attempted to compress ecological diversity into a modest footprint, integrating an agricultural zone intended to supply food alongside residential and laboratory spaces. The underlying strategy aimed to create enough biological complexity for the ecosystem to organize itself. However, the experiment quickly demonstrated that biodiversity cannot simply be assembled from a species list and expected to replicate mature ecosystem relationships.</p><p>After the first crew entered the enclosure on September 26, 1991, oxygen concentrations began to decline. By January 1993, atmospheric oxygen had dropped from roughly 20.9 percent to 14.5 percent, placing considerable physiological stress on the crew and eventually requiring external oxygen inputs. The decline stemmed not only from plant respiration rates but also from a vast reservoir of organic matter in the soils where microorganisms consumed oxygen and produced carbon dioxide.</p><div class="ai-insight"><p>The confinement experiment of Biosphere 2 highlights the profound fragility of interdependent biological and physical systems. Unforeseen interactions—such as concrete absorbing carbon dioxide—demonstrate the immense challenge of engineering self-sustaining closed environments, providing crucial lessons for future space exploration and earth science research.</p></div><p>The use of concrete in the building served as another unaccounted variable. Carbon dioxide produced by microbial respiration reacted with calcium compounds in the structure's concrete, removing part of the gas from the atmosphere and causing an imbalance where oxygen continued to disappear while corresponding carbon dioxide failed to remain in the air.</p><p>Other biological failures included the disappearance of pollinating insects and introduced vertebrates, contrasted by the flourishing of opportunistic species like ants and cockroaches. Aggressive vines spread through the rainforest while crop production faced difficulties due to unpredictable interactions among pollination, pests, disease, weather, and light availability.</p><p class="source-attribution">Source: <img src="https://www.google.com/s2/favicons?domain=www.designboom.com&sz=64" alt="designboom" class="source-logo" width="16" height="16" /> <a href="https://www.designboom.com/architecture/biosphere-2-humans-earth/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">designboom</a></p>

medium_biosphere-2-ย้อนรอยโครงการจำลองโลกในทะเลทรายแอริโซนา-mt7ur1nf.jpg

small_biosphere-2-ย้อนรอยโครงการจำลองโลกในทะเลทรายแอริโซนา-mt7ur1nf.jpg

thumbnail_biosphere-2-ย้อนรอยโครงการจำลองโลกในทะเลทรายแอริโซนา-mt7ur1nf.jpg

Inewgen

Inewgen

#ecology

Biosphere 2: ย้อนรอยโครงการจำลองโลกในทะเลทรายแอริโซนา

Inewgen