A principios de la década de 1990, un pequeño equipo intentó sobrevivir en un espacio hermético que contenía réplicas de los ecosistemas terrestres. Sus experimentos y descubrimientos tienen repercusiones hasta el día de hoy.
Fuente: Globo G1
En medio del desierto de Arizona, hay una estructura que parece sacada de una película de ciencia ficción.
Dentro de un enorme complejo de pirámides de cristal, cúpulas y torres, que se extiende a lo largo de 1,2 hectáreas, se encuentra una selva tropical con una cascada de 7,6 metros, una sabana y un desierto brumoso. Se encuentran junto a un manglar y un océano más grande que una piscina olímpica, con su propio arrecife de coral vivo.
Parece una pequeña cápsula de la Tierra, por eso esta estructura se llama Biosfera 2, en honor a nuestro planeta, Biosfera 1.
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El paisaje desolado ofrece el escenario perfecto para el experimento futurista que tuvo lugar aquí. A principios de la década de 1990, ocho personas se encerraron en esta estructura, aisladas del mundo exterior, durante dos años para explorar los desafíos de vivir en un sistema autosuficiente, un requisito previo para construir colonias en el espacio exterior.
Comían los cultivos que cultivaban, reciclaban sus propias aguas residuales y cuidaban las plantas que producían su oxígeno.
En cuanto a la sostenibilidad de la vida humana, el experimento no tuvo éxito. Como lo expresó un analista en el documental de 2020 Spaceship Earth : «Todo lo que podía salir mal, salió mal».
Los niveles de oxígeno se desplomaron, enfermando a los residentes, mientras que los niveles de dióxido de carbono (CO₂) se dispararon. Innumerables animales murieron, incluidos los polinizadores que las plantas necesitaban para reproducirse.
Y aunque los «biosfera» sobrevivieron con alimentos cultivados localmente, perdieron suficiente peso como para convertirse en un caso de estudio para la restricción calórica. Cuando se requirió oxígeno suplementario, los analistas criticaron el proyecto, calificándolo de «fracaso» y «una tontería de la nueva era disfrazada de ciencia».
Sin embargo, en los últimos años, muchos expertos han comenzado a ver el experimento Biosfera 2 desde una nueva perspectiva, con valiosas lecciones sobre ecología, ciencia atmosférica y, lo más importante, la irremplazabilidad de nuestro propio planeta.
Lisa Rand, historiadora de la ciencia del Instituto de Tecnología de California, sostiene que vale la pena revisar estas lecciones, especialmente hoy, cuando los multimillonarios promueven programas espaciales privados y consideran la idea de colonias espaciales, mientras que nuestro propio planeta sufre cada vez más el cambio climático y otros problemas causados por los humanos.
Y para los científicos ambientalistas, el experimento Biosfera 2 también demuestra el valor de los experimentos audaces para comprender mejor cómo funciona el mundo natural.
Hoy en día, las instalaciones están repletas de científicos que analizan los efectos del cambio climático en sus ecosistemas vivos. Lejos de ayudar a los humanos a escapar de la Tierra, la Biosfera 2 parece haberse convertido en una de nuestras mejores herramientas para comprender la Biosfera 1.
«No fue un fracaso», dice Rand.
«Creo que realmente se adelantó a su tiempo».
Aunque el experimento Biosfera 2 suele describirse como una prueba para una futura colonia espacial en la Luna o Marte, el proyecto en realidad tenía profundas raíces ambientales, dice Mark Nelson, uno de los ocho «biosferas» y director fundador del Instituto de Ecotecnia, una organización sin fines de lucro.
La idea de Biosfera 2 surgió de un grupo de personas, entre ellas Nelson, que vivían en una ecoaldea en un rancho de Nuevo México y se dedicaban a la agricultura orgánica, el arte escénico y la carpintería. El fundador del grupo, John Allen, soñaba con construir un sistema autosostenible para comprender mejor las complejidades de la Tierra y encontrar maneras de usar la tecnología para coexistir pacíficamente con la naturaleza, explica Nelson.
El proyecto fue financiado por el multimillonario Ed Bass, quien invirtió cerca de 150 millones de dólares en Biosfera 2 (equivalente a 440 millones de dólares actuales, o 2.400 millones de reales). Bajo la dirección de Allen, la construcción comenzó en 1984. Fue, y sigue siendo, el edificio más grande de su tipo casi completamente aislado de la atmósfera, según Nelson.
Si bien ninguno de sus ecosistemas era un modelo perfecto de sus contrapartes del mundo real, cada uno fue diseñado con tipos similares de vegetación, junto con una selección de insectos, peces y aves, dice John Adams, actual subdirector de Biosfera 2.
Se designó una parcela de tierra agrícola para el cultivo. Un sistema subterráneo de tuberías y bombas controlaba todo, desde la temperatura hasta la humedad. Otros sistemas reciclaban las aguas residuales para el riego de cultivos y recolectaban agua potable de la condensación en los equipos de aire acondicionado.
La Biosfera 2 fue diseñada para funcionar durante un siglo, pero cuando los «biosfera» ingresaron a las instalaciones en septiembre de 1991, «fue un experimento tan vasto que ninguno de los ocho estábamos seguros de poder sobrevivir de una forma u otra durante dos años allí», recuerda Nelson.
Nelson y Adams ven los acontecimientos que ocurrieron en su interior no como fracasos, sino como el resultado de un experimento, como ocurriría en cualquier otro estudio científico.
«En ciencia no existen los experimentos fallidos», observa Adams.
El problema más acuciante para la «biosfera» fue el descenso de los niveles de oxígeno, que cayeron desde niveles normales (alrededor del 21 por ciento en la atmósfera) a alrededor del 14 por ciento después de 16 meses.
Esto equivale a los niveles de oxígeno a unos 3350 metros sobre el nivel del mar. Hasta que se introdujo el oxígeno suplementario, los biosferanos se sentían cansados y débiles por el mal de altura, lo que dificultaba la agricultura y otras labores, recuerda Nelson.
A los científicos les llevó tiempo resolver estos y otros problemas, según David Tilman, de la Universidad de Minnesota Twin Cities, quien formó parte del comité de ecologistas que revisó el experimento una vez finalizado. «Nos quedó muy claro que el problema era mucho más complejo de lo que se creía inicialmente», afirma.
Los expertos descubrieron que la causa era el suelo joven y extremadamente rico que se había introducido para fomentar el rápido crecimiento de cultivos y demás vegetación. Esto creó una gran cantidad de alimento para bacterias y hongos que, como nosotros, consumen oxígeno y emiten CO₂.
Los árboles y arbustos de los nuevos ecosistemas (que absorben CO₂ y liberan oxígeno) eran demasiado jóvenes y demasiado pocos en número para compensar este efecto.
«Creo que fue una lección muy importante aprender: que el microbioma [del suelo], aunque no podamos verlo, es increíblemente influyente», dice Adams.
Afortunadamente, el aumento de CO₂ (un gas de efecto invernadero que calienta la atmósfera) se vio mitigado gracias a que gran parte de este fue absorbido por las superficies de hormigón de la instalación. La «biosfera» también hizo todo lo posible por contener el aumento y aumentar los niveles de oxígeno.
Cortaron pastos muertos en la sabana y podaron especies de la selva tropical de rápido crecimiento para estimular su crecimiento. Almacenaron la vegetación cortada en un lugar seco para ralentizar su descomposición, un proceso que libera CO₂, explica Nelson. También plantaron especies de rápido crecimiento como la caña de azúcar y crearon un lecho de algas en el sótano; sin embargo, los niveles de oxígeno disminuyeron.
Aunque se esperaban algunas «extinciones» dentro de los ecosistemas a medida que se estabilizaban, la desaparición de los insectos polinizadores fue un problema inesperado para la vida vegetal.
Nelson atribuye esto a una explosión en la población de hormigas locas ( Paratrechina longicornis ) que atacan a los polinizadores, mientras que el ecologista Brian McGill, de la Universidad de Maine, sugiere que los insectos pueden haber muerto porque el vidrio que rodea a Biosphere 2 bloquea la luz ultravioleta que necesitan para encontrar flores.
«Las abejas, en particular, ven en el espectro ultravioleta», explica.
El problema no era urgente, ya que la mayoría de las plantas con flores en estos ecosistemas eran longevas, pero algunos «biosferas» polinizaban manualmente algunas especies, depositando polen en las flores para que se formaran las semillas, explica Nelson. El plan a largo plazo era controlar las poblaciones de hormigas e introducir nuevos polinizadores del mundo exterior.
Los científicos realizaron otras observaciones interesantes. Observaron que algunos árboles se debilitaron y se volvieron más propensos a romperse, probablemente debido a la falta de viento, lo que provoca que los árboles produzcan «madera de reacción» que los fortalece, dice McGill.
La bióloga marina y geocientífica Diane Thompson, quien ahora dirige la investigación marina en las instalaciones, dice que los científicos también han aprendido mucho sobre los tipos de luz que necesitan los corales para prosperar en cautiverio.
Pero la lección más importante de la experiencia «biosfera», coinciden los expertos, es la comprensión de lo difícil que sería vivir en cualquier otro lugar que no fuera la Tierra. Los humanos no pueden existir aislados; vienen en «paquetes biosfera», como lo expresa Nelson, y recrear estos complejos sistemas no es tarea fácil.
Aunque Tilman cree que algunos de los problemas pueden haberse resuelto, quedó claro durante su visita a las instalaciones que estaban lejos de ser capaces de sustentar vida humana.
«Me quedé realmente impactado cuando lo vi, porque… mi primera corazonada fue que probablemente funcionaría», dice. Ahora, «creo firmemente que este es realmente nuestro único planeta».
Por consiguiente, el experimento puso de relieve la necesidad de proteger nuestro planeta intacto. Consideremos los inmensos costes tecnológicos —sin mencionar el arduo trabajo físico de la «biosfera»— que supone mantener intactos la atmósfera y los sistemas que sustentan la vida.
Tilman estima que si las colonias espaciales futuras fueran como Biosfera 2, habitarlas costaría 82.500 dólares por persona por mes, e incluso así no sustentarían vida humana.
«Es increíblemente costoso intentar reemplazar los servicios que los ecosistemas de la Tierra brindan gratuitamente a la humanidad», señala Tilman.
Para Nelson, comprender que su propia supervivencia dependía completamente de la salud de los ecosistemas que lo rodeaban fue transformador, como escribió con sus colegas en el libro » Vida bajo el Cristal «. Ser un «biosfera» significaba vivir de la forma más sostenible posible: utilizando las prácticas agrícolas más respetuosas, evitando la contaminación en toda la Biosfera 2 y respetando todas las plantas productoras de oxígeno.
«El solo hecho de estar en un sistema pequeño donde ves esta realidad —que eres parte de este sistema y que este sistema es tu soporte vital— cambia tu forma de pensar a un nivel muy profundo», dice Nelson.
Cuando el experimento concluyó en 1993, estos mensajes quedaron eclipsados en gran medida por la cobertura mediática negativa que rodeó al proyecto, afirma Rand. Esto, añade, se debió a que el proyecto parecía contradecir las opiniones generalizadas de la época.
Muchos expertos tenían opiniones rígidas sobre cómo debía hacerse la ciencia y no consideraban el proyecto un experimento legítimo. Fue financiado por una persona adinerada, no por el gobierno, y llevado a cabo por científicos generalistas autodidactas, no por científicos con doctorado de instituciones académicas. Rand cree que esto sería mucho menos controvertido hoy en día.
Mientras tanto, debido a que el público veía el proyecto como un «arca de cristal» o un modelo de una futura colonia espacial, los «biosféricos» eran vistos como «tramposos» cuando uno de ellos era llevado al hospital por un corte en un dedo con una máquina descascarilladora de arroz o cuando instalaron la bomba de oxígeno, dice Rand.
«Creo que es justo especular que los eventos que los periodistas [y el público] percibieron como fracasos podrían haber sido vistos como resultados experimentales normales y válidos si el proyecto se llevara a cabo ahora», afirma.
La percepción negativa de los medios de comunicación, así como los desacuerdos sobre cómo gestionar Biosfera 2 una vez finalizado el experimento original, crearon desafíos para quienes supervisaban el proyecto, dice Adams.
En 1996, Ed Bass transfirió la gestión de las instalaciones a la Universidad de Columbia y finalmente las donó a la Universidad de Arizona. Los científicos de estas instituciones vieron la oportunidad única que ofrecía Biosfera 2, según Adams.
Los ecólogos que estudian el funcionamiento de los sistemas vivos suelen hacerlo analizando lo que sucede tras eventos como olas de calor o sequías, explica McGill. Pero para predecir cómo el cambio climático, por ejemplo, alterará los ecosistemas de la Tierra en el futuro, necesitan recrear las condiciones futuras y observar cómo responden los seres vivos.
Como una máquina del tiempo, Biosfera 2 les permite hacer precisamente eso. Desde el primer experimento, «Biosfera 2 ha sido una demostración muy interesante y vívida de la necesidad de que la ecología sea predictiva», señala McGill.
Hoy en día, la selva tropical de la Biosfera 2 es escenario de experimentos que evalúan cómo podrían reaccionar sus contrapartes del mundo real ante el calentamiento global. Un estudio, que incrementó su temperatura, reveló que los bosques son sorprendentemente resistentes al calor; y es la sequía asociada al calentamiento la que los perjudica.
Más recientemente, la ecologista Christiane Werner de la Universidad de Friburgo en Alemania y sus colegas expusieron el bosque a una sequía de 70 días.
Aprendieron cómo algunos árboles sobreviven aprovechando las capas profundas y húmedas del suelo, y que los árboles afectados por la sequía liberan más compuestos llamados monoterpenos, que forman partículas transportadas por el aire que podrían servir como semillas para las muy necesarias nubes de lluvia.
Gracias a Biosfera 2, «es posible someter un bosque entero a sequía y monitorear todos estos procesos a lo largo del camino», dice.
El arrecife de coral, a su vez, fue escenario de uno de los primeros experimentos que demostraron que a medida que los océanos se vuelven más ácidos (lo que sucede cuando absorben CO₂), se hace más difícil para los corales crecer y prosperar.
Ahora, los científicos están simulando olas de calor severas en el mini-océano Biosfera 2 y planean probar si los probióticos o la exposición de los corales al calor antes de trasplantarlos al arrecife pueden hacerlos más resistentes.
«Si calentamos el océano», pregunta Thompson, «¿funcionarán estas soluciones, no solo ahora, sino en las próximas décadas?»
Adams dice que espera que Biosphere 2 pueda hacer por los ecologistas lo que el Gran Colisionador de Hadrones está haciendo para mejorar la comprensión de la física de partículas por parte de los físicos, y lo que el Telescopio James Webb está haciendo por los astrónomos que buscan visiones más profundas del universo.
Pero el megaexperimento ecológico no solo nos ayuda a comprender mejor las complejidades del mundo vivo y cómo está cambiando en medio de la agitación planetaria. Su historia, dice Nelson, también debería inspirarnos y ayudarnos a cada uno de nosotros a cuidar mejor nuestro planeta, la Biosfera 1. En definitiva, todos somos «biosféricos».