Biosphere 2, situada en el desierto de Arizona, es el experimento artificial más grande y ambicioso para estudiar cómo se desarrollan los ecosistemas.
Una vez considerados un fracaso, estos centros están ofreciendo a los científicos un laboratorio real, a menudo potenciado, para estudiar el cambio climático.
En una era de puntos de inflexión planetarios, las preguntas sobre el estado de salud de los sistemas planetarios y su interrelación con los seres humanos son fundamentales.
Hace más de 30 años, un grupo de ocho entusiastas de la sostenibilidad, antiguos hippies convertidos en miembros de una compañía de teatro, entró voluntariamente en una biosfera artificial durante un período de dos años.
Lo que en su día se consideró un experimento fallido es uno de los intentos más célebres de la humanidad por recrear un entorno semejante a la Tierra, pero que ahora ofrece oportunidades de investigación para estudiar mejor la salud planetaria.
Biosphere 2 fue diseñada para imitar lo que sus creadores describían como Biosfera 1: la Tierra. Una biosfera es, esencialmente, un conjunto de los ecosistemas de la Tierra y, en consecuencia, Biosphere 2 contaba con su propio océano, selva tropical, manglar, granja y sabana. Sigue siendo el mesocosmos más grande del mundo: un sistema experimental al aire libre que simula el entorno natural en condiciones controladas.
Biosphere 2 y la carrera espacial
Biosphere 2 se encuentra en Arizona, pero las raíces de este tipo de investigación se remontan al geoquímico y mineralogista ruso Vladímir I. Vernadski, cuyo trabajo pionero contribuyó a dar forma al programa espacial de su país en las décadas de 1950 y 1960.
El primer experimento sellado tuvo lugar en 1965 en Siberia, cuando se utilizaron algas para reciclar el aire que los seres humanos habían respirado. En la década de 1970, los rusos enviaban entre dos y tres personas a la vez para ocupar la instalación Bios-3 (un «sistema controlado de soporte vital ecológico» de 315 metros cúbicos) durante periodos de hasta seis meses.
En cambio, Biosphere 2 fue una empresa colosal, y quizá su tamaño (con más de 3 acres), junto con el hecho de que quienes vivían en ella no eran científicos formados, explica la burla de los medios de comunicación.
Es cierto que los biosferianos se autoformaron en sostenibilidad, pero esto no resta valor al legado de conocimientos que su experimento de dos años de modelización de sistemas vitales, y las investigaciones posteriores realizadas en la instalación, han aportado a la ciencia planetaria.
Lo que Biosphere 2 y sus sucesoras tienen en común es un componente visionario, personajes carismáticos y acaudalados patrocinadores. Biosphere 2 fue idea del metalúrgico y antiguo graduado en un MBA por Harvard, John P. Allen, quien se dedicó a muchas actividades antes de crear un grupo de teatro con el objetivo de cambiar el mundo.
Como parte de este proyecto, el grupo construyó un barco, que utilizó para visitar y estudiar distintos tipos de ecosistemas antes de regresar a Estados Unidos, donde el empresario multimillonario y filántropo Ed Bass financió un proyecto para reproducir estos ecosistemas bajo una serie de enormes cúpulas en el desierto.
Mientras tanto, en Utah, inspirada por la idea de la vida en el planeta rojo, la Estación de Investigación del Desierto de Marte (MDRS) atrae a personas de todo el mundo, que viven, trabajan y realizan experimentos en condiciones similares a las de Marte, en un proyecto financiado mediante donaciones cuyos patrocinadores incluyen a Elon Musk.
En otros lugares se han creado «hábitats» en una antigua cantera de arcilla del Eden Project del Reino Unido (aunque no es un sistema cerrado, ofrece una instalación de investigación única y también es un atractivo turístico), en un volcán hawaiano (el Hawaii Space Exploration Analog and Simulation), con el apoyo de la Universidad de Hawái y la NASA, y la Astroland Interplanetary Agency, con sede en una cueva española. Además, se han recreado hábitats específicos para apoyar la investigación científica, como el National Sea Simulator de Australia.
Por lo general, el espacio, el deseo y, en algunos casos, la convicción de la necesidad de colonizar otros mundos han impulsado la investigación; sin embargo, Biosphere 2 y, en menor medida, Bios-3 y el Eden Project ofrecen la oportunidad de investigar los ecosistemas de nuestro planeta actual.
Lo que enseñan los experimentos con ecosistemas
Los ecosistemas artificiales ponen de relieve muchas cuestiones, entre ellas lo difícil que es reproducir lo que tenemos en la Tierra. Otro aspecto clave es la relación simbiótica entre todos los elementos de un ecosistema.
Como uno de los ocho biosferianos originales, Mark Nelson afirmó: «Cada vez que respiras, estas plantas están esperando tu CO2. Son tu tercer pulmón. Pensé: “¡Dios mío, esto me mantiene con vida! Estoy absolutamente conectado metabólicamente con la vida que hay aquí”».
Los hallazgos de estos intentos de aprovechar los sistemas biorregenerativos incluyen:
Es difícil mantener una dieta suficiente e interesante: Los biosferianos cultivaron el 80 % de sus alimentos, mientras que los rusos que operaban desde Bios-3 cultivaron aproximadamente la mitad. Finalmente, la vida de los primeros se convirtió en una agricultura de subsistencia, con una dieta muy dependiente de las batatas y la remolacha, después de que se comprobara que muchos de sus cultivos originales crecían demasiado lentamente o requerían demasiada mano de obra para que su cultivo fuera rentable.
Es difícil mantener un equilibrio entre los animales: Los animales alojados en Biosphere 2 se eligieron por su función ecológica y, en algunos casos, como alimento. Algunos prosperaron (en particular las cucarachas y las hormigas), mientras que otros disminuyeron o desaparecieron (en particular los polinizadores). En el caso de los polinizadores, esto podría deberse a que Biosphere 2 funcionaba, en la práctica, como un gran invernadero, que bloquea la luz UV (las abejas necesitan el espectro UV para encontrar las flores). Experimentos posteriores con distintos tipos de luz han aportado información sobre qué tipos de luz necesitan los corales para vivir en cautividad.
La gestión de los gases de la Tierra está finamente ajustada: Los niveles de oxígeno descendieron rápidamente en Biosphere 2. Aunque se había previsto, la velocidad y la gravedad del problema sorprendieron a los biosferianos. El oxígeno representa aproximadamente el 21 % de la atmósfera terrestre, pero este porcentaje descendió hasta 14,2 %. Se descubrió que las bacterias del suelo y su hiperactiva respiración de CO2 alteraron el equilibrio de los gases.
Esto tiene efectos más amplios en los demás sistemas planetarios: Con una atmósfera cargada de CO2, el océano de Biosphere 2 se acidificó rápidamente, un fenómeno en el que los científicos habían prestado poca atención hasta entonces. Esto dio lugar a nuevas investigaciones durante las décadas de 1990 y 2000 en Biosphere 2 para ilustrar los efectos del aumento de los niveles de dióxido de carbono en las especies oceánicas, especialmente en la vida marina con conchas de carbonato cálcico.
Y también afecta a los seres humanos: No es de extrañar que los biosferianos se volvieran rápidamente letárgicos y notaran un deterioro de sus funciones a medida que aumentaban los niveles de CO2. Curiosamente, un estudio ruso de 2013, en el que seis hombres permanecieron confinados en condiciones simuladas similares a las de Marte durante 520 días, observó niveles más altos de letargo, aunque los sujetos dormían más.
Es imposible alcanzar el equilibrio: La interacción humana ha sido fundamental para la salud y el mantenimiento de estos sistemas. Ninguno de los experimentos ha logrado nada parecido a la autonomía que damos por sentada en la Tierra.
Sería costoso reproducir la vida terrestre en otro lugar: Se ha calculado que costaría 82 500 dólares por persona al mes vivir en una «colonia» como Biosphere 2, lo que subraya el «valor» no monetizado que los ecosistemas de la Tierra proporcionan gratuitamente.
El legado de Biosphere 2
Los ambiciosos ideales de Biosphere 2 parecen hoy premonitorios: el objetivo era estudiar cómo se desarrollaban sus ecosistemas y aprender cómo los seres humanos y sus tecnologías pueden armonizarse con el resto de la naturaleza.
Esto es fundamental en una era de puntos de inflexión planetarios. A medida que se alcanzan, superan y, en raras ocasiones, se revierten, surgen con fuerza las preguntas sobre el papel de estos sistemas planetarios, así como sobre la interrelación entre los seres humanos y los distintos ecosistemas.
Durante varios años, Biosphere 2 perdió el favor del público; su gestión fue asumida por Steve Bannon, antiguo estratega jefe del presidente Donald Trump, quien la cerró, poniendo fin de forma rápida a la esperanza de una vida útil de 100 años. De 1996 a 2003, la Universidad de Columbia actuó como institución gestora de Biosphere 2. En 2007, la Universidad de Arizona asumió la gestión y, en 2011, la instalación fue donada formalmente a la Universidad de Arizona.
Al tratarse de un sistema cerrado, ofrece un entorno en cierto modo potenciado, que permite a los científicos introducir cambios radicales y rápidos en un ecosistema para observar cómo responden las especies y las plantas. Como afirma John Adams, director adjunto y director de operaciones de Biosphere 2: «El diseño de la instalación permite medir procesos que van desde segundos hasta décadas y desde escalas microscópicas hasta la dinámica de ecosistemas completos».
Los científicos han plantado distintos tipos de árboles para observar cómo responden cultivos como el cacao y el café en un entorno cambiante. También utilizan la instalación para estudiar el agua, en concreto la lluvia, la escorrentía, la absorción y la evaporación, y, por otro lado, como medio para cartografiar los virus oceánicos con el fin de comprender mejor la fotosíntesis microbiana oceánica.
Los resultados de las investigaciones son muy variados; los relacionados con los árboles revelan que son sorprendentemente |tolerantes al calor físicotolerantes al calor físico, y que, en condiciones de sequía, liberan mayores cantidades de los compuestos necesarios para sembrar las nubes de lluvia. Algunas especies se vuelven quebradizas, lo que revela que el viento ayuda a fortalecer las ramas de los árboles, de forma similar a como los ejercicios de carga fortalecen los huesos humanos.
Adams sugiere que «la capacidad de desentrañar los factores que impulsan los cambios en los ecosistemas hace que [Biosphere 2] sea especialmente adecuada para avanzar en los modelos predictivos de las respuestas del sistema terrestre ante escenarios climáticos futuros».
En este sentido, Biosphere 2 se adelantó a su tiempo, y solo en los últimos años hemos llegado a apreciar plenamente el valor de la investigación con mesocosmos a esta escala de este experimento audaz, que, según el punto de vista, puede considerarse visionario o desquiciado.
