197.1991年：生物圈二号

　　位于美国亚利桑那州（Arizona）的生物圈二号的图书馆和居住区。

　　约翰·P.艾伦（John P.Allen，1929—）

　　给水处理（1854年），现代污水处理系统（1859年），滴灌（1964年），国际空间站（1998年），火星殖民（约2030年）

　　设想一下，如果要在月球或火星上建立长期的能够自给自足的殖民地，我们该怎么办？或是使用当前的技术制造一艘宇宙飞船，花费许多年的时间飞到另一颗星球上。为了实现这些目标，我们需要设计一种密闭的能够自给自足的“生物圈”—―一个大到可供人类生活的封闭玻璃容器。它将包含人类所需的食物、水和氧气，并能循环利用所有的废物。而且整个循环系统要能够稳定地运行多年而不出现重大故障—―否则里面的人就活不成了。

　　这样的自给自足的生物圈可以实现吗？约翰·P.艾伦真的建造了一个完整的生物圈，并运行了两年，这曾是世界上最吸引人的实验之一。这个大型的科研项目被称为“生物圈二号”，由亚利桑那大学和太空生物圈企业（Space Biosphere Ventures）共同管理，于1991年开始了为期两年的运行。

　　在生物圈二号的建造过程中，最先建造的是一个占地3.15英亩（12747.60平方米）的玻璃密封舱，高度足以容纳一个小型的热带雨林。建筑外形很像一艘太空船，钢制船体埋于地下，可见的是上方的巨大玻璃结构。建筑内部设有特殊的系统处理空气和水的问题。

　　我们从这项实验中学到了很多东西，并把它们运用到了现实生活中。例如，受季节和时间的影响，二氧化碳的含量会有很大的波动。白天植物会吸收二氧化碳，但到了夜间二氧化碳的含量会上升。有时候二氧化碳含量变得非常高，工作人员不得不种植植物来固碳。

　　八名工作人员在第一年没能种出足够的食物，因此每个人都瘦了，但在这个过程中他们都变得更加健康了。

　　氧含量成为了最大的问题，因为氧气从空气中神秘地消失了。后经证实这是由于混凝土和二氧化碳的反应引起的，这种反应会将氧带出生物圈的循环。最终，为了工作人员的安全，需要向生物圈二号中补充新鲜的氧气。■ 工程学之书