簡介
科學家們將人類休養生息的地球稱為“生物圈一號”，為了試驗人類離開地球能否生存，美國從1984年起花費了近2億美元，在亞利桑那州圖森市以北沙漠中建造了一個幾乎完全密閉的“生物圈二號”(Biosphere 2)實驗基地。這個占地1．3萬平方米，8層樓高的的圓頂形密封鋼架結構玻璃建築物，是人們花費了近2億美元和9年時間建造起來的，實驗的目的是為了考察人類離升了地球“生物圈三號”是否能生存。在這個微型世界中，有海洋、平原、沼澤、雨林沙漠旅業區和人類居住區，是個自成體系的小生態系統。“生物圈2號”雖然與外界隔絕，但可以通過電力傳輸、電信與計算機與外部取得聯繫。工作人員在“生物圈2號”內可以看電視，可以通過無線電通訊與親友聯繫。
實驗過程
1993年1月，8名科學家進入“生物圈二號”。按照計畫，他們將在裡面呆上兩年，如不發生嚴重意外，實驗結束前是不能出來的。兩年中除了提供第一批包括種子在內的物品外，其餘的一切都需要他們自己解決。能源，取自太陽能；氧氣，由他們種植的植物製造；糧食，靠他們自己在裡面種地獲得；肉類和蛋白質，取自他們養的雞、鴨、豬、羊。甚至包括裡面的氣溫和氣候，也是由他們來設法控制，並儘可能模擬地球氣候。總之，他們必須設法保證這個小小的生態系統的平衡。
一年多後，土壤中的碳與氧氣反應生成二氧化碳，部分二氧化碳與建築“生物圈二號”所用的混凝土中的鈣發生反應生成碳酸鈣，導致“生物圈二號”的氧氣含量從21%下降到14%。加之由於沒有調節好內部氣候，致使糧食歉收，科學家們不得不吃種子勉強度日，結果是，提前撤出實驗室。更令人意外的是，“生物圈二號”運行三年後，其中的一氧化碳含量猛增到79%，足以使人體合成微生素B12的能力減弱，從面危害大腦健康。
1996年1月1日，哥倫比亞大學接管了“生物圈二號”。同年9月，由數名科學家組成的委員會對實驗進行了總結，他們認為，在現有的技術條件下，人類還無法模擬出一個類似地球一樣的、可供人類生存的生態環境。
生物圈二號
實驗背景
諾亞方舟是《聖經》中拯救人類於洪澇之中的神舟，現代的諾亞方舟則是人們對位於美國亞利桑那州的生物圈二號工程的美稱。
“生物圈二號”的命名，是相對於地球生物圈(生物圈一號)而獲名的，它位於美國亞利桑那州沃洛克鎮，這裡光照強烈，生境相對荒涼，有些類似於太空的環境，“生物圈二號”建成於1991年5月，占地面積1.28公頃，內部填土體積20.4萬立方米，封閉空間20.4萬立方米，工程建造經費約2億美元，運轉費用每年約600萬美，它是根據地球生態系統中能量流動和物質循環的原理模擬運行的，其簡要的過程可以用美國市場上出售的“生態球”演示。這個特製的密封玻璃球里裝著淡水，空氣、綠藻植物、一種似蝦狀節肢動物、蝸牛及一些浮游類動物和植物，當然還有微生物，這些生物及其所在環境與外界完全隔絕。其中，綠色植物利用空氣中的二氧化碳和水分在陽光下進行光合作用合成有機物質並釋放氧氣，動物以植物或其碎屑為食，微生物及浮遊動物將死亡的動植物或排泄物分解，生成二氧化碳和礦物質。這種密封玻璃球式的生態系統，就是地球生態系統工作的原理，也是未來人類在太空建造長期生存空間的必然模式，但模擬的地球環境在上天之前必須在地球上先進行密封住人實驗，德克薩斯州年輕的石油億萬富翁巴斯將這一大膽的構想付諸實施，建造了“生物圈二號”。
“生物圈二號”在社會上招募的“生物圈人”包括海洋學家、植物學家、氣象學家、機械工程專家及醫學專家等，第一階段的實驗持續了兩年，第二階段換人後進行了半年被迫停止。隨後，關於“生物圈二號”失敗的訊息不經而非，“科學笑話”、“有錢人吃飽了撐的”等尖刻的言語不絕於耳。
失敗原因
實驗結束後，科學家們對“生物圈二號”的失敗原因進行了總結。這些因素主要包括；
元素化學循環平衡失調。
封閉以後，人類一切生命活動都依賴裡面的綠色植物及其與光、土壤、大氣、海洋、動物、微生物組成的生態系統，不幸的是，由於設計時的缺陷——土壤、大氣、海洋的比例與“生物圈一號”的比例相去甚遠，土壤及其微生物，連同裡面的動物和人呼吸釋放的二氧化碳大大超過了植物所能利用的數量，而海洋來不及將多餘的碳以無機鹽的形式固定下來；植物製造的寶貴氧氣又被大量的呼吸及分解過程迅速消耗。同樣原因，笑氣(N2O)的濃度也在上升，氧氣降低、氧化亞氮和二氧化碳升高的程度幾度超過警戒水平，以CO2為例，1991年6月為500ppm，到1992年2月達2500ppm，1993年2月升至4000ppm，以後基本維持在1000(夏季) ～4000ppm(冬季)之間。而地球上的二氧化碳濃度僅為350ppm。氧氣濃度從21％～度下降到14％。這個濃度相當於地球上海拔5300米高度上的氧濃度，以至於最後必須從外界補充氧氣，N2O也增加了79ppm。氧、碳、氮、氫等是最重要的幾大生命元素，它們的平衡失調是設計者們始料不及的。
物種關係失調。
“生物圈二號”內的生態系統是由“生物圈一號”(地球生物圈)充分簡化而來，雖然設計者們把地球上的熱帶南林、熱帶荒漠、薩王那群落、紅樹林、溫帶農田、海洋等類型的生態系統都“搬進”了“生物圈”，然而所搬進的主要是生態系統的第一性生產者——植被，並未把相應的動物、真菌、微生物等群落也按比例搬入。如熱帶雨林中沒有大型動物，倒是引進土壤時帶來的螞蟻及蟑螂卵大量繁殖，動物及科學家們雖是植物的消費者，然而人只能吃農作物和動物蛋白，飼養動物的食物也多來自作物秸稈，而幾個主要類型的生態系統尤其是熱帶雨林植物，在高二氧化碳濃度下生長得非常繁茂，表現出異常強的光合能力。由於缺乏相應的消費者和分解者，大量枯枝落葉面臨清理問題。過度生長的熱帶雨林喬木觸及了頂部玻璃，大有穿破玻璃之虞，引進藤本植物(如牽牛等)的目的是為了用作固定二氧化碳的匯，卻不料這些植物在高二氧化碳濃度環境下瘋長，危及其他檀物與農田，所有花粉傳播動物消失，使一些依靠昆蟲傳粉的植物不能正常授粉。引入的25種脊椎動物中有19種消失。
水循環失調，為去除水體中的過量營養元素，設計者們採用了藻類植物，但大量生長的藻類植物處理起來非常困難，因為內部“雨”量調節的失調， “荒漠區”變成了“草原區”，加重了水分循環的失調，而且球內頂部溫度比預想的高的多，促使水循環加快，使可飲用水的淨化跟不上，內部海洋面積在減少，最後出現了水危機。
食物短缺，儘管第一批進住的“生物圈人”都是各路精英，唯獨缺少種地的“農民”，雖然“生物圈二號”中農田區占了很大比例，但種出的小麥、水稻卻不結籽，糧食供給成了問題，最後餓的“生物圈”人到了食紅薯根的地步。其實，並不是裡面的環境條件不適合作物種植，而是因為這些人不善種地，在第二次實驗中，指揮部門特意從尼泊爾物色了一名農學院畢業的大學生，該名人員進駐後，情況大為改觀，生產出的糧食吃不完了。由此，這位尼泊爾人成了“生物圈人”中的大英雄。
