/Zahlen, bitte! 1,6 Hektar für ein unabhängiges Ökosystem

Zahlen, bitte! 1,6 Hektar für ein unabhängiges Ökosystem

Zwei Jahre und sechs Bewohner auf sich allein gestellt: Was klingt, wie eine neue Staffel von “Big Brother” war eines der extremsten Umwelt-Experimente für die Forschung – mit einem Ausgang, anders als geplant.

Bitte Zahlen

Zahlen, bitte!

In dieser Rubrik stellen wir jede Woche Dienstag verblüffende, beeindruckende, informative und witzige Zahlen aus den Bereichen IT, Wissenschaft, Wirtschaft und der Mathematik selbst vor.

Wisst ihr noch, was ihr am 26. September 1991 getan habt? Roy Walford, Jane Poynter, Taber MacCallum, Mark Nelson, Sally Silverstone, Abigail Alling, Mark Van Thillo und Linda Leigh wissen es mit Sicherheit noch. Denn an diesem Tag betraten sie einen 1,6 Hektar großen Gebäudekomplex, der nun für zwei Jahre ihr Zuhause sein sollte. Für die sechs Personen begann an jenem September-Tag eines der spektakulärsten Umwelt-Experimente für die Forschung.

Die Betitelung des Baus als “Biosphäre 2” sollte dafür Pate stehen, dass Menschen in einem abgeschlossenen und sich selbst erhaltenden Ökosystem leben und überleben können. Als “Biosphäre 1” sah man das Vorbild Erde an. So viel Medienaufmerksamkeit das Projekt während seiner Laufzeit auch bekam, so kann man es dennoch nicht unbedingt als durchgängigen Erfolg bezeichnen.

Schauplatz des Experiments war die Wüste Arizonas. In Oracle, nördlich von Tuscon, baute man unter der Leitung von John P. Allen und mit der Unterstützung von bis zu 200 Millionen Dollar von dem Milliardär Edward Bass eine Anlage auf, die unter seiner Glaskuppel mit 6.500 Scheiben ein Volumen von 204.000 Kubikmeter umfasste.

Unter der luftdichten Außenhülle wurden fünf natürliche und zwei künstliche Lebensräume angelegt: Meer mit Korallenriff, Sumpf, tropischer Regenwald, Savanne und Wüste sowie intensive Landwirtschaft mit Ziegen, Schweinen und Hühnern und Wohnräume für die Bewohner. Die Einrichtung sollte zum einen beherrschbar sein, zum anderen aber so komplex, dass sie als tatsächliches Labor dienen konnte, um natürliche Ökosysteme der Erde zu untersuchen. So sollten letztlich Erkenntnisse gewonnen werden, wie selbst erhaltende Systeme für längere Reisen im All geschaffen werden konnten. Die NASA beobachtete unter dem Aspekt anfangs das Projekt.

Um die Balance zwischen Beherrschbarkeit und Natürlichkeit zu finden, vereinte die Biosphäre 2 auch eine ausgefeilte Technik unter ihrem gläsernen Dach. Eine im Keller versteckte Technosphäre sorgte für eine gleichbleibende Atmosphäre. Sie bestand aus Computern, Pumpen, Sprinkleranlage für den Regenwald, Gezeitensimulator für den Ozean. Insgesamt 26 Luftsteuerungseinheiten gab es. Die größeren konnten Luft erhitzen und kühlen, Partikel filtern, Feuchtigkeitslevels halten und Wasser kondensieren.

Ein externes Kraftwerk lieferte die nötige Energie. Um auf Temperaturschwankungen reagieren zu können, die auf das Gebäude wirkten, wenn tagsüber die Luft durch die Sonne aufgeheizt wurde und nachts herunterkühlte, verfügte Biosphäre zusätzlich über zwei variable Volumenkammern, die als “Lungen” bezeichnet wurden.

Für die Bewohner hatte man Räume gebaut, die nicht aus Glaswänden bestanden. Es gab Büros, ein Labor, medizinische Einrichtungen, einen Maschinenraum, Computer zur Kommunikation und Überwachung der Umwelt sowie eine Küche. Besonders um die Nahrungsaufnahme sollte sich mit dem Einzug der sechs Bewohner vieles drehen. Denn es zeigte sich, dass etwa die Schweine viel wegfraßen. Zudem machten sich Milben und Pilze über die Ernte her. Kakerlaken und Ameisen breiteten sich aus, genau wie das Unkraut. Letztlich standen für die Bewohner ausschließlich Süßkartoffeln auf dem Speiseplan, während die Biosphäre 2-Chronologie von einem “exzellenten” Gesundheitszustand der Personen spricht.

Doch nicht nur in puncto Ernährung lebten die Bewohner auf Sparflamme. Auch der Sauerstoffgehalt unter der Kuppel ließ zu wünschen übrig. Lag der Gehalt anfangs noch bei 20 Prozent, fiel er kontinuierlich, bis er nach 16 Monaten bei 14,5 Prozent lag. Als eine Ursache werden Mikroben im Ackerboden vermutet. Es wurde ein kohlenstoffreicher Boden gewählt, der diesen an die Pflanzen für die Photosynthese abgeben sollte.

Unklar war jedoch bereits im Vorfeld, wie viel Kohlenstoff der Boden an der Luft freisetzen würde. Außerdem hatte die Planzen in Biosphäre 2 ihre Photosynthese generell verlangsamt, vermutlich durch den verringerten Lichteinfall. Schließlich fand man heraus, dass auch der verbaute Stahlbeton Sauerstoff aufnimmt. Diese Entwicklungen führten letztlich zu der Entscheidung, im Januar und August 1993 frischen Sauerstoff von außen zuzuführen. Auch CO2-Abscheider sollen zum Einsatz gekommen sein.

Beides schadete dem Ansehen des Projektes. Hinzu kamen Gerüchte, dass Lebensmittel und andere kleine Dinger eingeschleust worden seien. Auch hatten die Bewohner mit der Gruppendynamik in einem abgeschlossenen Gebiet zu kämpfen. In Medienberichten galt Biosphäre 2 als gescheitert.

Die Bewohner hielten dennoch durch und verließen am 26. September 1993 Biosphäre 2. Zwei Jahre hatten sie darin verbracht. Nach Auseinandersetzungen mit dem Management setzte Edward Bass Stephen Bannon als Leiter der zweiten Mission ein. Eine zweite Crew lebte dort lediglich von April 1994 bis September 1994. Heute ist Biosphäre 2 im Besitz der Universität von Arizona, die darin Besichtigungen anbietet.

Keines der nachfolgenden Experimente zu sozialer und ökologischer Abschottung war wohl so extrem wie Biosphäre 2. Bei einem jüngsten Projekt von August 2015 bis August 2016 auf Hawaii hatte eine Forschergruppe das Leben auf dem Mars simuliert. Unter ihnen war auch die deutsche Geophysikerin Christiane Heinicke.


(jle)