오늘의 역사 : <9월 26일> 1991년 9월 26일 - 인공 생태계 실험, <바이오스피어 2 시작>

<1991년 당시, 바이오스피어 전경>

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- 바이오스피어 2(Biosphere 2)는 미국 애리조나(Arizona)주 오라클(Oracle)에 건설된 거대한 밀폐 공간 안의 인공 생태계이다. 해당 명칭은 [제2의 생물권]을 의미하며 건설의 목적은 인류가 우주 공간에 이주할 경우, 폐쇄되고 좁은 생태계에서 과연 자급자족으로 생존할 수 있는지 검증하는 것과 [바이오스피어 1], 즉 지구 환경 문제에 관해서 연구하는 것이었다.

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<1998년, 바이오스피어 내부>

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바이오스피어 2는 사막 한가운데 솟은 유리로 만들어진 거대한 공간에 열대 우림·바다·습지대·사바나 등의 환경을 세계 각지에서 들여온 동식물로 재현하고 있었다. 햇빛에 의해 공기가 팽창해 기압이 변화하는 것을 막기 위해서 거대한 기압 조정실이 설치되었다. 그리고 건물 면적은 1.27헥타르, 최고 높이는 약 28ｍ로 그동안에 건설된 이러한 종류의 시설 중 가장 큰 것이다.

그러나 온도 상승은 막을 방법이 없었고, 냉각과 조명은 외부로부터 전원 공급에 의지하고 있었다. 실험은 이 중 농경, 목축을 시행해 식량과 수분, 그리고 산소를 자급자족하는 것을 최대 목적으로 하고 있다. 목적 달성을 위해서 여러 가지 과학적 분석 등도 스스로 실시해야 했지만, 그 과정에서 나오는 폐기물은 모두 이 좁은 생태계를 그대로 순환하기 때문에 통상적으로 생각할 수 없을 정도로 고농도 축적되어서 식량을 통해 인체로 들어갈 가능성이 있었다. 따라서 시약 등도 안전성과 배려가 나름 이루어지고 있었다.

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<바이오스피어 내부에 조성된 열대우림 지역>

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애초에 실험은 2년 교대로 과학자 8명이 폐쇄 공간에 머물면서 100년 동안 진행될 예정이었는데, 실제론 처음 2년 만에 실험을 중단했다. 

제1회는 1991년 9월 26일부터 1993년 9월 26일까지, 그 후 제2회는 1994년에 6개월 동안 일시적으로 이뤄졌는데 상기한 실험이 불가능해진 배경에는 다음과 같은 문제가 있었다.

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[산소 부족]

- 실험을 처음 계획할 때 내린 계산에서 대기는 일정한 비율로 안정될 것으로 예측했지만, 토양 중 미생물의 작용 등이 영향을 주면서 산소 부족 상태에 빠졌다. 또, 일조량이 부족하면 당연히 식물은 광합성으로 산소를 생산할 수 없어 부족상태는 만성적인 것이 되었다. 그 때문에 과학자들은 수면 무호흡 증후군 등에 시달렸다.

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[이산화탄소]

- 산소가 부족한 상태에서는 이산화탄소가 증가하면서 광합성이 이루어지지만, 이산화탄소 일부가 건물의 콘크리트에 흡수되고 있는 것이 도중에 관측되었다. 일시적으로 탄소가 과다한 상황이 되었을 때는 식물을 거둬들이고 건조함으로써 탄소량을 고정하였고 그 후 필요할 때 그것을 사용하는 방법이 이용되고 있었지만, 콘크리트에 흡수된 이산화탄소는 다시 사용할 방법이 없었다.

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[식량 부족]

- 많은 식물은 대기의 자율 조정 난항과 일조량 부족으로 예상했던 만큼 생장하지 않았다. 바나나나 고구마 등이 재배됐지만, 가축 대부분은 죽었으며 결과적으로 바이오스피어 2의 식생활은 후반에 이르면 비참한 생활이 되었다. 오죽하면 커피 등의 기호품을 극히 드물게 수확할 수 있었을 때, 과학자들은 환호하고 아주 난리가 났다 한다.

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[심리학적 측면]

- 이것은 우주 공간에서도 문제가 되는 것이지만, 외부와의 교류가 일절 끊어진 공간에서는 정서가 불안정해지고 대립 구도가 생긴다. 음식의 불만족이나 안전 면에서의 불안이 그것을 한층 더 강하게 했다고 말할 수 있다.

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<당시 바이오스피어 2 실험에 참여한 과학자들의 모습>

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당시 금액으로 약 1,700억원을 현지의 자산가들이 지원해서 건설된 바이오스피어 2는 고작 8명의 인간도 단기간밖에 생존시키지 못한 것^[각주:1]은 인간의 힘으로 지구의 생태계를 모방하는 것이 얼마나 어려운 것인지를 단적으로 보여주고 있다. 예를 들면, 열대 우림의 나무는 곧 말라버렸는데 이것은 바이오스피어 2 내부에 바람이 없자 나무가 스스로 떠받칠 줄기를 키우는 것을 게을리하게 되었기 때문이라고 한다. 

이처럼 생태계는 다양하고 복잡한 요소가 미묘한 균형을 유지해 오고 있는 것으로, 그 중 한 가지라도 없어지거나 부족해지면 아슬아슬한 균형은 순식간에 무너지는 것이다. 

이렇게 지구에서도 어려운, 폐쇄적인 환경에서 한정된 자원을 통해 자급자족 생활을 하는 것이 우주 같은 인간이 당연하게 살아가던 환경과는 너무나도 판이한 세계에서 몇 배, 아니 몇십 배나 어려울지 우리는 쉽게 예상할 수 있다.

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1. 심지어 몇 가지 요소는 자급자족 못 했다. [본문으로]