Biosphäre 2 – Das größte ewige Terrarium der Welt

Ewige Terrarien sind normalerweise kleine, dekorative Objekte für zuhause. Man stellt sie sich auf die Fensterbank und beobachtet, wie sie über lange Zeit hinweg überwuchern. Sie sind wie kleine, selbständige Welten. Vielleicht hast du ja selbst schon einmal darüber nachgedacht, wie es wäre, in einem ewigen Terrarium zu leben. Für 15 Menschen wurde genau diese Vorstellung Realität. Die Biosphäre 2 war zwischen 1991 und 1994 das größte, ewige Terrarium, das jemals existierte.

Hier ist ein Artikel, der dir erklärt, wie ein ewiges Terrarium funktioniert.

Was war die Biosphäre 2?

Die Biosphäre 2 war ein Projekt des Milliardärs Edward Bass. Sein Plan war es, eine komplett von der Außenwelt unabhängiges Ökosystem zu erschaffen. Einerseits kann man ihm natürlich nachsagen, dass er das bestimmt in gewissen Maße aus Lust und Laune gemacht hat. Andererseits war die Biosphäre 2 besonders für die NASA interessant, da man mit ihr abschätzen konnte, ob sich ähnliche Projekte auf anderen Planeten, wie dem Mars, durchsetzen könnten.

Insgesamt hat die Biosphäre 2 ungefähr 200 Millionen US-Dollar gekostet und wurde im Jahre 1989 fertiggestellt.

Biosphäre 2 von außen größtes ewiges Terrarium aller Zeiten
Die Biosphäre 2 von außen. Quelle: Microsome bei Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Was ist mit Biosphäre 1 passiert?

Die Biosphäre 1 kennst du wahrscheinlich sogar besser als die Biosphäre 2. Sie ist nämlich viel größer, hat deutlich mehr Pflanzenarten und du lebst vermutlich schon dein ganzes Leben in ihr. Na, klingelts? Die Biosphäre 1 ist einfach unsere Erde. Die Biosphäre 2 ist somit quasi eine Meta-Biosphäre. Wie ein ewiges Terrarium in einem ewigen Terrarium.

Die Dimensionen der Biosphäre 2

Natürlich kam die Größe der Biosphäre 2 nicht annähernd an die Größe der Erde heran. Wie sollte sie auch? Nichtsdestotrotz wurde mit dem Budget der Biosphäre 2 von knapp 200 Millionen US-Dollar ein riesiges Areal erschaffen.

Das Areal ist circa 16.000 m² groß und umfasst ein Volumen von mehr als 204.000 m³. Insgesamt wurden dafür mehr als 6.500 Glasscheiben verwendet. Diese umschließen mehrere Biome. Darunter sind eine Savanne, ein kleiner Ozean, ein tropischer Regenwald, ein Mangrovensumpf, eine Wüste und dazu Wohnräume samt bewirtbaren Flächen zum Betreiben von Landwirtschaft.

Zusätzlich zu mehr als 3.800 Pflanzen- und Tierarten beinhaltete die Biosphäre 2 auch noch etliche Pumpen, Ventilatoren und Filtersysteme, um die Begebenheiten darin bewohnbar zu halten.

Biosphäre 2 von innen
Die Biosphäre 2 von innen. Quelle: Dennis Yang bei flickr.com, CC BY 2.0

Das Experiment Biosphäre 2

Zwar gab es mehrere Versuche vor dem eigentlich Beginn des Experiments, aber der wahre Belastungstest begann erst am 26. September 1991. Für genau 2 Jahre (und 20min, um genau so sein) lebten acht Personen in der Biosphäre 2. Die einzigen beiden Dinge, die sie von draußen erhalten sollten, waren Sonnenlicht und elektrischer Strom. Zwar würde man z.B. auf dem Mars keinen Strom von außen kriegen, allerdings könnte man sich diesen dort auch anders erzeugen (z.B. durch Solarkraft). Für das Experiment war das also in Ordnung.

Genau wie bei einem ewigen Terrarium konnten weder Luft, noch Wasser oder Nährstoffe nach draußen gelangen. Es mussten sich damit unweigerlich der Wasser-, der Nährstoff und der Sauerstoffzyklus bilden. Prinzipiell könnten alle Lebewesen damit in einem ewigen Terrarium einer solchen Größe problemlos überleben. Es ergaben sich allerdings einige Probleme, die das in diesem Experiment verhinderten.

Die Probleme

Einzelne Gasmoleküle können hin und wieder auch durch winzige Löcher in Feststoffen hindurch geraten. Das passierte auch mit dem Sauerstoff innerhalb der Biosphäre 2. Der diffundierte langsam aber sicher durch die 6.500 Glasscheiben hindurch. Da Sauerstoff außerdem kleiner und leichter ist als Kohlenstoffdioxid, verschwand er viel schneller aus der Kuppel. Damit wurde das Atmen für die Menschen und Tiere über die zwei Jahre hinweg immer anstrengender.

Der Gehalt an Kohlenstoffdioxid (und Stickstoff) wurde zudem auch durch Mikroben im Boden erhöht. Außerdem nahm der Stahlbeton der Konstruktion eine Menge Kohlenstoffdioxid auf, wodurch sich der effektiv verfügbare Sauerstoffgehalt nochmal verringerte. Die Pflanzen konnten das Kohlenstoffdioxid nun nicht mehr zurück zu Sauerstoff wandeln.

Ein weiteres Problem war das Klimaphänomen El Niño. Der El Niño beschreibt aperiodisch, aber zyklisch auftretende, veränderte Meeresströmungen vor der Küste Mexikos und den USA. Er tritt ungefähr alle vier Jahre auf und sorgt für wärmere oder kältere Bedingungen, basierend auf den auftretenden Strömungen. Während des Experiments wurde es deutlich kälter als normal, wodurch auch die Ernte des Ackerbaus geringer ausfiel.

Wie es auch in deinem ewigen Terrarium zuhause passieren kann, fehlten manchen Tieren plötzlich ihre Fressfeinde. Dadurch konnten sie sich ungebremst ausbreiten. Im Fall der Biosphäre 2 waren das insbesondere Kakerlaken und die gelbe Spinnerameise. Diese sind beide besonders schädlich für die Ernte.

Das Experiment war schon nach zwei Wochen gescheitert

Zwar wurde die Biosphäre 2 ganze zwei Jahre aufrecht erhalten, allerdings war sie technisch gesehen schon nach zwei Wochen gescheitert. Eine der Teilnehmerinnen hatte sich eine Verletzung an der Hand zugezogen und musste das Experiment kurzzeitig zur Behandlung verlassen.

Bei ihrer Rückkehr in die Biosphäre 2 nahm sie einige Werkzeuge von draußen mit, womit erstmalig ein Materialaustausch stattgefunden hatte. Sowas würde es auf einem anderen Planeten nicht geben. Damit war das Experiment eigentlich schon gescheitert. Nichtsdestotrotz wollte man das Experiment trotzdem weiterführen.

Im zweiten Jahr der Biosphäre 2 wurde der Stahlbeton zu einem großen Problem. Er hatte nun so viel Kohlenstoffdioxid aufgenommen, dass nicht mehr genug Sauerstoff umgewandelt werden konnte. Das war für das Ökosystem so bedrohlich, dass man Sauerstoff von außen zuführen musste.

Das zweite Experiment

Im Jahre 1994 gab es ein weiteres Langzeit-Experiment in der Biosphäre 2. Dieses dauerte allerdings keine zwei Jahre, sondern nur sechs Monate. Die Problematik mit dem Stahlbeton ergab sich somit nicht. Es ergaben sich allerdings auch keine neuen, bahnbrechenden Erkenntnisse.

Biosphäre 2 in einem ewigen Terrarium leben
Die Biosphäre 2 besteht aus vielen verschiedenen Arealen. Quelle: Katja Schulz bei flickr.com, CC BY 2.0

Kritik und Erkenntnisse der Biosphäre 2

Als problematisch wurde angesehen, dass die Biosphäre 2 eine so gigantische Vielfalt an Pflanzen, Tieren und Biomen hatte, obwohl sie dafür eigentlich gar nicht groß genug war. Der Raumfahrtingenieur Robert Zubrin sagte dazu, dass es für eine Marsmission sinnvoller wäre, eine geringe Artenvielfalt zu schaffen. Bei den ausgewählten Spezies könnte man dann besser darauf achten, dass sie ihre Rolle wirklich erfüllen.

Als Beispiel nannte er Hummeln. Diese würden ausreichen, um Blumen zu bestäuben. Auf alle anderen Insekten könne man erstmal verzichten und würde somit auch Plagen wie Kakerlaken oder Ameisen umgehen.

Dies war eins der wichtigen Erkenntnisse, die man aus dem Experiment ziehen konnte. Die Wissenschaft lebt von allen Experimenten und nicht nur von den erfolgreichen. Eine weitere Erkenntnis war, dass die Versuchszeit von zwei Jahren viel zu kurz war. Aquarien (wie der künstlich angelegte Ozean) brauchen mindestens sechs Jahre ständiger Behandlung, damit sie sich zu stabilen Ökosystem entwickeln.

Nach dem Experiment

Nach den gescheiterten Versuchen, ein autonomes Ökosystem zu schaffen, wechselte die Biosphäre 2 mehrfach den Besitzer. Zunächst, im Jahre 1996, wurde die zur Forschung an die Columbia University übergeben. Diese konnte durch die Biosphäre 2 neue Erkenntnisse zur Wirkung von verschiedenen Gasen auf den Klimawandel feststellen.

2003 ging die Biosphäre 2 zurück an den ursprünglichen Besitzer Edward Bass, da die Columbia University die Unterhaltungskosten nicht mehr decken wollte. 2007 wurde die Biosphäre 2 dann für 50 Millionen US-Dollar an das private Unternehmen CDO Ranching & Development verkauft. Die Firma wollte in der Nähe neuen Wohnraum und ein Hotel errichten, hat diese Pläne aber nie in die Tat umgesetzt.

2011 wurde die Biosphäre 2 schließlich an die University of Arizona gespendet und erfüllt nun wieder ihren ursprünglichen Zweck als Forschungseinrichtung zum Wohle der Wissenschaft.

Zusammenfassung

Die Biosphäre 2 war das größte ewige Terrarium, was jemals erbaut wurde. Über drei Jahre hinweg fanden dort zwei Experimente zur Errichtung eines autonomen Ökosystems statt, die jedoch beide aufgrund von Fehlern in der Planung scheiterten. Nichtsdestotrotz konnte wichtige Erkenntnisse für die Wissenschaft erlangt werden. Diese werden uns in Zukunft bei der Erforschung und Bekämpfung des Klimawandels und vielleicht auch eines Tages bei der Besiedlung anderer Planeten behilflich sein.

Wenn du auch ein ewiges Terrarium bauen möchtest und dir die kleine Welt darin ansehen willst, lies doch die ultimative Anleitung für ein ewiges Terrarium. Alternativ kannst du auch lesen, ob du Evolution in einem ewigen Terrarium sehen wirst.

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