书城科普生命需要绿色
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第16章 展望未来,我们能看到绿色的明天吗(4)

“生物圈2号”原计划实验2年时间,全部计划分2次进行。1991年9月,首批8位科学家进入,按实验设计要求,在这个封闭的生命维持系统中开始了“居民”生活。他们自己动手做到自给自足,如栽种自己需要的粮食,饲养牲畜、家禽和鱼类。在其他方面,如水和空气依靠自净达到循环利用,生活废物等也要进入食物链这条渠道,加以转化利用。8位科学家除了在生活上自给自足以外,还要从事科学研究,探究他们的家园内生态环境的变化情况。

在第一次实验进行到21个月时,8名科学家不得不暂时撤出,原因是氧气浓度以每月0.5%的速度不断下降,从21%一直下降到14%,与地球上海拔超过1200米的地方相似。这样的氧气浓度对于长期生活其中的研究人员会造成身体危害,于是科学家们不得不撤出“生物圈2号”。

经过进一步地研究和总结,1994年3月,有7位科学家再次进驻“生物圈2号”。工作10个月后,最终因为物质循环和能量流动的障碍,大部分脊椎动物死亡,25种脊椎动物死去了19种,蜜蜂等传粉昆虫也相继死亡,并造成依靠它们传播花粉的植物也随之死亡。而另一些植物如牵牛花则发生疯长,黑蚂蚁也因环境适宜而大量繁殖。降雨失控,人造沙漠变成了丛林和草地。空气再次恶化。一系列的变化,迫使科学家们被迫再次撤出,并宣告“生物圈2号”实验失败。不过,它在不经意间给人们留下了一些佳话。“生物圈2号”称得上是一个“小联合国”,居民分别来自美国、英国、墨西哥、尼泊尔等7个国家。在这个“小联合国”里,培育出了爱情之花。实验结束几个月后,两批居民中分别有一对结成伉俪。这或许应了一句古话:患难见真情。

另外,由于粮食歉收,“生物圈2号”的居民不得不控制饮食。结果第一批居民中的4名男性体重平均下降18%,4名女性体重平均下降10%,胆固醇的平均值由195下降到正常值125,使得这些平常为减肥而痛苦不已的人平添一份惊喜,真可谓无心插柳柳成荫。当时的一位居民、加利福尼亚大学洛杉矶分校的罗伊·沃尔福德教授甚至继续维持当时的食量,“因为那样有助于健康”。

“生物圈2号”实验尽管以失败而告终,但它作为世界上最大的密闭式人工生态系统实验,为人类再造生物圈取得了前所未有的经验。它作为一种永久性人工生态系统的地面模拟装置,为人类未来的地外星球定居,提供了重要的基础性研究。如今,它在哥伦比亚大学的管理下继续为科学研究服务。“生物圈2号”已成为哥伦比亚大学手中的一张王牌。“我们的目标是,将‘生物圈2号’发展成对地球系统的科学、政策和管理事务进行教育、研究和交流的首选。”该校副校长迈克尔·克罗表示。洛克菲勒大学乔尔·科恩和明尼苏达大学戴维·蒂尔曼这两位科学家认为,“生物圈2号”与哈勃望远镜有某些相似之处。耗资巨大的哈勃望远镜刚刚上天之时,由于所拍照片模糊不清而备受批评,但时至今日它已成为天文学研究不可或缺的重要工具。同样的,“生物圈2号”也有望在今后成为人类进一步认识地球的重要基地。

“生物圈2号”的经验与教训同时告诫我们,在茫茫宇宙中,人类要想脱离地球这个家园到别处去谋生,并非易事。我们只有善待地球,保护地球,才是最好的选择。地球是我们唯一的家。

八、星际移民的呓语

1877年,一则新闻引起了世界的轰动:天文学家宣称他们发现了火星上有“运河”。于是人们设想这“运河”一定是“火星人”的杰作。然而,随着科技探测水平的提高,那些所谓规则的“运河”线条,只不过是由于大气扰动和仪器分辨率低而误看的结论。100多年来,人类不断寻找着地外生命和文明,却一再失望。尽管2004年美国“勇气”号和“机遇”号飞行器的发现提供了火星表面曾长期有水的证据,却最多表明,火星上的水以及它可能支持的生命存在,早已在数十亿年前消失和毁灭。科学家们不懈地探索让人们既失望又惊讶,那就是我们的地球是宇宙中我们所知的唯一一颗“活着的”有机生命星体。

只有一个地球!人类逐渐认识到这么一个事实。

地球形成为行星约在(55±5)亿年前。从46亿年前开始,进入地质年代,约10亿年后,才出现了简单的生命形式,再经历30多亿年的漫长岁月,才形成如今这样一个生机盎然的地球生命系统。完全由这个系统孕育出来的子系统人类,其每一个人的每一种性质都与地球的性质相契相合:他感觉舒适,因为他的皮肤正适宜大地气候的温度和湿度;他呼吸顺畅,因为他的肺和他的血红细胞正适宜地表富氧的空气;他行动敏捷,因为他的个头、肌肉和骨骼正适宜地球质量的重力要求……

与地球息息相关、以地球为家园的人类是不能不负责任地在地球上任性妄为的,更不应抱有那类不切实际的幻想,以为我们凭借科技的力量,将来一旦地球资源枯竭,成为在我们看来只是一堆无利可图的垃圾时,就可以断然抛弃它,整体移民到另一个星球上,去重建人类的新家园。

比如,建造月球基地对普通人来说是一件不可思议的事。但对科学家们来说,这件事早已成为他们奋斗的目标。为了建造月球基地,科学家们进行了长期探索,而且正在积极准备达成目标。

美国是世界上最早决定建造月球基地的国家。据报道,美国筹划耗资1000亿美元,在月球上建立一座临时太空城。这一计划将分三个阶段进行:首先,建立一个临时基地,人数从十几人逐步增加到数十人,这些人将在月球上完成开采矿物和冶炼试验的任务,为建造永久基地作准备。其次,把临时基地发展为中小型永久基地,人数增加到百余人,逐步完成从开采、冶炼到运输的整套生产系统。最后,把中小型永久基地发展成可容纳数千人的月球城,各种类型的生产、生活、娱乐设施逐渐完备,物资自给自足有余,还可以向地球“出口”。

美国准备建造的这座月球基地是一座圆形的3层建筑物,每层高4.5米,直径64米,占地8000平方米。基地的屋顶由混凝土建造,再覆盖上月球土,厚约2.5米。基地的墙壁分内、外两部分,外墙厚1.4米,内墙厚2.5米,内、外墙中间夹0.7米厚的月球土。之所以把屋顶和墙壁建得如此厚,是为防御宇宙射线、太阳风的干扰,以及陨石的撞击。另外,月球基地中间还建造了一个圆形防空洞,一旦基地受损,大气外泄,里面的人就可以躲入防空洞避难。

与美国并驾齐驱的是日本。日本的未来工程学研究所成立了“月球基地与月球资源开发研究会”,打开了建造月球基地的蓝图。该所召集了日本20多家先进企业的技术专家,共同商讨出分五个阶段实现建造月球基地。第一个阶段,派机器人到月球进行调查探测,选择出建造基地的部署方位,绘出月球资源分布图。第二个阶段,建造可供6~8人居住的临时基地,直径为6米,长为11米。人们可以不定期地在临时基地工作,时间为几天到几周。第三个阶段,基地扩大到可供8~32人居住,给基地安装上可防止阳光强烈辐射的保护装置,工作人员可在基地连续工作3~12个月。第四个阶段,基地进一步扩大,工作人员增至64~125人,居住时间长达l~5年,逐步解决基地的氧气自给问题和农场建设问题。第五个阶段,基地做到完全自给自足,开始进行能源生产,并在月球和地球之间开辟定期航线,使月球基地成为人类的太空居民点。

人类建造月球基地的设想是美好的,可是实施起来却困难重重。

要解决的第一个问题是,人类要想在月球上正常生活居住,离不开必不可少的淡水和氧气,可月球上既没有水又没有空气,这怎么办呢?科学家们经过探索发现,月球的沙土中含有很多的氧,完全可以用月球沙土制造出淡水和氧气。具体过程是,先用机器人控制铲车挖掘出月球沙土,从中选出含氧的铁矿物,然后用氢还原含氧铁矿物,制造出淡水。有了水,再利用通电电解的办法,分离出氧气和氢气。把氧气液化储存了,就可以随时向基地的居民供应。最初用作还原剂的氢是从地球上运到月球的,而电解水获得的氢可以循环使用。据估计,190吨月球沙土约含16吨含氧铁矿物,可制造出1吨氧气。1吨氧可供10人呼吸一年。

要解决的第二个问题是,人类要想在月球基地上生活,还必须有充足的食物供应。食物从哪里来呢?不用愁,科学家们在太空站上进行了大量的生物实验,先后培育出了100多种“太空植物”,包括小麦、玉米、西红柿、大豆、萝卜、卷心菜,等等。科学家们已经通过实验证明,在太空失重的条件下,植物种子在月球土壤中发芽率更高,生长更快,开花或抽穗时间更早。此外,科学家们还证明了在失重状态不会影响新生命的诞生。在太空站里,果蝇能像在地球上一样交配、产卵、繁殖后代;蜜蜂能够筑巢,蜂后照样生儿育女。在飞船上搁置了59天的鱼卵,回到地面全都顺利地孵出了鱼苗。哺乳动物也不例外,雌鼠、雄鼠放在笼子里送上太空,照样能生育后代。因此,只要在月球上建立起月球农业和养殖业基地,就可以制造出充足的食物供给人类生活需求。

要解决的第三个问题是,如何解决月球基地的能源供应?这个问题更容易解决。月球上无风无雨,有充足的阳光照射,太阳的辐射强度约为地球上的1.5倍。因此,月球上完全可以利用太阳能来照明、供热、采暖、发电。当然,如果需要的话,还可以在月球上建立核电站,以保证基地能源的充足供应。

这种幻想尽管大胆,而且假以科学的名义,充满乐观主义的豪情,以致人人耳熟能详,但其可能性等于零。

地球即使生态环境再恶劣,至少只不过是生物圈的原生态平衡点被打破,跃迁到另一个平衡点——可称之为后原生态平衡点而已。这个后原生态平衡点的生态环境,我们可以假设,平均温度高了20℃,地球显得像个大火球,暑热难熬,当然,也可以假设低了20℃,那就是进入所谓的冰河时期,寒冷难耐。这样的环境尽管我们已说得很恶劣了,但必须明白,它比任何我们在茫茫宇宙中所能找得到的可能适宜于人类居住的行星要好不知多少万倍。因为它有水,有空气,有生命,享有着生物圈的美名,虽然它已遭到了严重破坏,向副生物圈退化,但同任何其他星球相比,它仍然拥有着更接近于人类生存的生态环境。因为除了地球,宇宙中我们不太可能找得到有生命而且必须恰巧是亲氧生命的星球,更不用说还要求这个星球的质量适中,还要求必须至少经过数亿年的演化形成一个接近地球生物圈的生态环境,而且还要把它调校到不是只适合低等生命而是必须适合高等生物特别是人类的生存条件。显然,要想找到这样的一个理想的星球,其概率几乎等于零。由此可以认为,向外星球移民,其可能性也等于零。

如果退一步说,其可能性指的只是极少部分人的星际移民,那么这又与“泰坦尼克”号的沉没有何不同?少部分人的逃逸获救与不成比例的绝大多数人的灭顶之灾,这样惨烈的一幕难道是我们所愿意目睹的吗?

如果再退一步说,即使这种形同痴人说梦的“搬家”在将来的某一时刻可能实现,但我们要问,连自己家园都不能监护好,且犯有地球虐待罪、生物屠杀罪的人类,又有什么资格获得另一个星球的居住权,又怎么能让这样的自然的叛逆者再到另一个星球去胡作非为呢?