Biosfer adalah bagian luar dari planet Bumi, mencakup udara, daratan, dan air, yang memungkinkan kehidupan dan proses biotik berlangsung. Dalam pengertian luas menurut geofisiologi, biosfer adalah sistem ekologis global yang menyatukan seluruh makhluk hidup dan hubungan antarmereka, termasuk interaksinya dengan unsur litosfer (batuan), hidrosfer (air), dan atmosfer (udara) Bumi.

Singkatnya, biosfer adalah kumpulan semua ekosistem yang ada di bumi atau bisa dikatakan seluruh makhluk hidup yang ada di bumi beserta dengan interaksinya dengan komponen abiotiknya.

Alam buatan dalam sebuah rumah kaca raksasa seluas 1,3 hektare, yang dibangun di Gurun Arizona, AS. Arealnya dilengkapi dengan ekosistem bumi, di antaranya hutan, rawa, padang rumput, gurun pasty, dan danau buatan. Alarn buatan ini diberi nama Biosfer II, untuk rnembedakannya dengan Biosfer I, yakni bumi.

Biosfer II, yang merupakan alam buatan pertama di dunia, merupakan gagasan John Allen, seorang perancang model permukiman yang tidak merusak lingkungan di AS. Perancangan dan pembangunannya melibatkan sejumlah universitas dan lembaga penelitian AS. Proyek eksperimen benilai Rp 500 miliar ini termasuk pembuatan Biosfer II dibiayai oleh Space Biosphere Ventures, milik konglomerat Edward Bass.

Eksperimen. Sejak Oktober 1991 hingga Oktober Eksperimen. Sejak Oktober 1991 hingga Oktober 1993, delapan sukarelawan, yang terdiri dad 4 pria dan 4 wanita, melakukan eksperimen hidup di Biosfer II. Sukarelawan berusia 29 tahun hingga 69 tahun ini berasal dan AS, Inggris dan Belgia. Sehari-harinya mereka bertanam padi, gandum, dan kacang-kacangan, selama 8—12 jam. Untuk mernasak inakanan mereka dibekali kornpor gas halogen, tetapi kemudian mereka harus membuat biogas sendiri.

Biosphere 2 adalah sebuah sistem ekologikal tertutup buatan manusia di Oracle, Arizona dibangun oleh Edward P. Bass, Space Biosphere Ventures, dan lainnya. Dibangun antara 1987 dan 1989, dia digunakan untuk mengetes apakah dan bagaimana manusia dapat hidup dan bekerja dalam sebuah biosphere tertutup, selagi melakukan eksperimen ilmiah. Dia digunakan untuk meneliti kemungkinan penggunaan biosphere tertutup dalam kolonisasi angkasa, dan juga mengizinkan untuk penelitian dan manipulasi sebuah biosphere tanpa merugikan Bumi. Nama ini berasal dari Biosphere 1, Bumi.

Misi

Proyek ini melakukan dua misi tertutup; pertama dari 26 September 1991 sampai 26 September 1993, dan yang kedua selama enam bulan pada 1994. Pada misi pertama, tingkat oksigen mulai menurun pada kecepatan yang stabil sekitar 0,5% per bulan. Hal ini berlanjut sampai atmosfer di dalamnya menyerupai sebuah komunitas pada ketinggian melebihi 4.000 kaki (1.200 m). Dan akhirnya, oksigen jatuh sampai ke tingkatan yang membahayakan, dan oksigen dipompa dari luar ke dalam.

Banyak yang mencurigai jatuhnya tingkat oksigen dikarenakan mikroorganisme di tanah. Seksi pertanian, savana, dan hutan hujan telah diberikan mikroba untuk membantu pertumbuhan tanaman. Akhirnya dirasakan bahwa mikroba tersebut mengkonsumsi terlalu banyak oksigen.

Sebuah masalah dengan teori tersebut adalah bila mikroba bernapas menggunakan oksigen sebanyak itu akan menyebabkan jumlah karbon dioksida yang banyak pula. Namun peningkatan jumlah karbon dioksida ini tidak terbaca dalam pengecekan atmosfer. Penyelidikan lebih lanjut mengungkapkan bahwa konkrit di dasar fasilitas telah menyerap karbon dioksida tersebut. Efek ini menyerap sebagian besar karbon dioksida yang diproduksi oleh mikroba tersebut dan mengakibatkan habisnya persediaan oksigen dalam fasilitas ini.

[sunting] Kesulitan menciptakan biosphere buatan yang sukses

Konsekuensi menarik dari eksperimen ini adalah sulitnya mengkopi fungsi dari modal alam biosfer Bumi dengan modal infrastruktural yang dibangun oleh manusia dengan teknologi sekarang ini. Meskipun menggunakan pengeluaran lebih dari AS$150 juta, percobaan biosphere baru ini tidak dapat menunjang delapan manusia untuk waktu yang lama, sedangkan yang alami dapat menampung delapan milyar manusia, termasuk organisme lainnya.

[sunting] Universitas Columbia

Pada 1995 pemilik Biosphere 2 memindahkan manajemen kepada Universitas Columbia. Sejak 1996, lebih dari pelajar "graduate" telah menghabiskan setahun dalam Biosphere 2 Center (data pada 2003). Situs ini memiliki hotel sendiri dan pusat konferensi. Columbia sendiri juga telah melepas tanggung jawab terhadap Biosphere 2 ini.

[sunting] Untuk dijual

Pada 10 Januari 2005 Decisions Investments Corporation, pemilik dari Biosphere 2, telah mengumumkan bahwa kampus Biosphere-2 untuk dijual. Mereka akan lebih tertarik bila riset digunakan dalam kompleks tersebut, tetapi juga mencari pembeli dengan maksud lainnya, seperti universitas, gereja, resort, spa, dll.

"The Earth's biosphere is a basically materially closed (some input from the solar system and from Earth's interior and some output via subduction and escaping gasses), and energetically open to sources, sunlight, sun and moon gravity, and from Earth's interior and to sinks (heat radiation and light reflection to space). The Earth's biosphere is now informationally open as well to space programs launching information gatherers and receivers outside the biosphere. The Earth's biosphere is a self-organizing, adaptive, complex system that increases its free energy in an amount substantially less (about 1%) than the difference in the free energy in molecular and informational organization.

The Earth's biosphere has existed at least 3.8 billion years, survived five major species extinction events, and one atmospheric transformation, contains about a trillion tons of life distributed perhaps amongst 30,000,000 or more species and whose dynamics are based on mutation and natural selection evolving adaptive behaviors and a guild of biomolecules whose chemistry is able to increase its free energy with the evolution of complex ecosystems such as rainforests and coral reefs. The Earth's biosphere has created and maintains its own improbable atmospheric composition, and produces an ever-growing "necrosphere" or geological strata of biogenic material such as soils, limestones, beaches, coal, oil formations and other deposits. Among its major attributes, it is the matrix of humanity and all its works, which include projects to take offspring biospheres throughout space."

John Allen, FLS

Chairman, Global Ecotechnics Corporation

"The global ecological system, the biosphere, can then be defined as that part of the terrestrial surface which is ordered by the flow of energy, mediated by photosynthetic processes."

Harold J. Morowitz Energy Flow in Biology

Ox Bow Press P. 81

"It is the activity of living organisms that creates this extraordinary diversity of the "nature" around us, the extraordinary diversity of the biosphere. Perhaps, until recently we could not

appreciate this diversity: we simply had nothing to compare our biosphere with. Only now, after we have seen on the screens of our television sets and on the pages of illustrated editions the landscapes of other planets, deprived of life, only now can we fully appreciate the "internal

diversity" of the biosphere. This provides a definite guarantee for the preservation of life on our planet."

Andrey Lapo Traces of Bygone Biospheres ( 1987)

Mir Publishers, Moscow. pp.34-35

"The tiny Archean sacs of  DNA and RNA carried out their activities prodigiously. With sleep unknown to them they grew, consumed energy and organic chemicals, and divided incessantly. Their colonies and fibers interconnected and covered the sterile globe in a spotty film. The dimensions of this film have expanded into a patina of life, of biosphere, the place where life exists. Today the biosphere surrounds the earth from a little deeper than five miles into the ocean to over six miles up, near the mountain tops at the top of the lower atmosphere, called the troposphere. "

Lynn Margulis & Dorion Sagan Microcosmos

Summit Books P.64-65

"Although there may be problems in agreeing on a close definition of 'biosphere', that is not important. What is important is that there is widespread acceptance of the set of  ideas conveyed by the term. The idea of living organisms as functional entities, processing energy and matter, reproducing, interacting with each other and with the physical environment; and the idea that the entire biota, together with its physical environment, can be regarded as a single system."

Ian Bradbury The Biosphere (1991)

Belhaven Press p.3

Oracle, AZ—On March 6, 1994, seven researchers—five men and two women—were sealed inside the closed ecological system and research facility in the Santa Catalina Mountain foothills north of Tucson.

The crew works under a new scheduling policy that allows scientists and other visitors to enter for short stays to conduct research while the six members of the resident operational crew has staggered stays in the structure for at least 180 days.

Biosphere 2 is an unprecedented, on-going ecological experiment, built as a laboratory for global ecology. It is a tightly sealed glass and steel structure on 3.15 acres near Oracle, Arizona in which scientists have created seven complete ecosystems or biomes that mirror those of Earth. The systems include an ocean, a desert, a savannah, a rainforest, a marsh, an area of intensive agriculture, and a human habitat. The project is designed to last a century, providing valuable data for research and education to help scientists better understand how our world works.

On September 26, 1991, eight researchers, known as “biospherians,” sealed the airlock on this massive enclosed ecological system—and Biosphere 2 began. Following their two-year stay, the men and women emerged from their mini-world on September 26, 1993. A transition period of

approximately five months included intensive data collection, plant and animal inventories, new research projects and mechanical modifications to systems within Biosphere 2. The current mission is one of a series of missions to take place throughout the projected 100 years of the experiment.

Space Biospheres Ventures Space Biospheres Ventures (SBV) is a private ecological research firm formed to pioneer research in the field of biospherics, the study and construction of closed, self-regulating, self-sustaining, ecological systems. SBV was founded in 1984 by Edward P. Bass, Margret Augustine, John Allen, and Mark Nelson.

SBV designed, built and operates Biosphere 2, the world’s largest and most complex closed ecological research facility. The project was organized as a private, venture capital endeavor to promote research and develop inventions and techniques with a wide range of applications from environmental engineering and clean-up to agriculture and life-support systems.

The Biosphere 2 Project. The project is designed for three purposes: research, education, and the development of environmental technologies for use on Earth and in outer space. Biosphere 2 is a new type of laboratory which combines state-of-the-art architecture and mechanical and computer monitoring systems with a wide range of living ecosystems. It is an experimental project where everything that happens—both expected and unexpected—provides valuable insights into our complex and evolving world.

While the biospherians further the research of more than 60 projects, 42 Ph.D.- level scientists are formally analyzing the information gathered inside Biosphere 2, as they study such topics as carbon dioxide and oxygen cycles, soil composition, coral reef health and vitality, agricultural pest management, waste and water recycling, and more. Every two weeks, the biospherians send the samples they have collected through the airlock to scientific consultants and analytic laboratories for study.

Publication in peer-reviewed journals of findings from Biosphere 2 research include: Proceedings of the National Academy of Sciences (December, 1992) - a human nutrition study by physician Dr. Roy Walford; Bioscience (April, 1993) - “Using a Closed Ecological System Earth’s Biosphere” by Mark Nelson, Tony Burgess, Abigail Alling and others. Other papers include Biosphere 2 Agriculture: Test bed for intensive, sustainable, non-polluting farming systems by Mark Nelson, Sally Silverstone and Jane Poynter, and Maintenance and Operational Support Characteristics of Biosphere 2 by William F. Dempster and Mark Van Thillo. Numerous other scientific papers are in review or being prepared for submission.

Biosphere 2 received the top Special Award in the 1992 Gold Nugget Awards competition sponsored by the Pacific Coast Builders Conference and Sun/Coast Architect/Builder Magazine. The Gold Nugget Awards are considered the most prestigious design awards in the nation.

In 1994, Biosphere 2 received a Grand Award in the Awards of Excellence competition, presented by the National Association of Home Builders National Commercial Builders Council. These awards are considered among the most prestigious in the nation by the building industry. The project was entered in tile industrial category for buildings over 50,000 square feet.

In addition to engineering excellence, the architecture of Biosphere 2 exhibits what architect Phil Hawes and designer Margret Augustine term “synergetic” architecture, with various sections exhibiting diverse cultural references from Maya pyramids to Middle Eastern wind towers to create a complete and harmonious design.

Structure. The Biosphere 2 structure covers approximately 3.15 acres (1.28 hectares), the size of three football fields; its volume is seven million cubic feet (204,000 cubic meters) and stretches up to 91 feet at its highest point (23 meters high). Its glass-and-steel superstructure is designed to be leak-free, and its substructure is lined with up to four inches of stainless steel which was welded and tested for air tightness. Its steel struts are covered with a finish that insures against corrosion from inside or outside the biosphere. All air, water and nutrient cycles are completely closed and recycled within this system.

The monitoring of climate, air, soils and water within Biosphere 2 is unprecedented. Over 1,000 sensors distributed throughout the Biosphere send information to the sophisticated monitoring and control system located on-site at Mission Control. This elaborate computer network provides a continuous display of environmental variables and the status of engineering controls—while constantly updating the permanent data base.

The different zones of Biosphere 2 include agriculture, a human habitat, an ocean, a tropical rainforest, a Savannah, a marsh, and a desert. Each biome was built with carefully selected soils, water and plant and animal life, collected from all over the world. Biosphere 2 sustains high biodiversity with several thousand species living within its glass walls.

Human Biomes. The human habitat is a six-story, white domed section of Biosphere 2 that includes apartments for resident researchers, laboratories, a computer center, communications and office space, workshops and a library. This portion of Biosphere 2 was designed to take on the ecological challenges of our cities. Domestic animals (African pygmy goats and hybrid fowl) are kept in a section of the human habitat. Next to the animal bay and immediately south of the human habitat, a series of arched spaceframe vaults houses the intensive agriculture biome. Here, food crops are grown on broad terraces in 24,000 square feet of space (.55 acre or .22 hectare).

During the transition period following the first closure, new supplemental lighting was installed in this area to help compensate for any extended cloud cover during the next 10 1/2-months. New food crops were also introduced.

The Wilderness Biomes. The tropical rainforest biome occupies the tallest (approximately 91 feet or 23 meters high) section of Biosphere 2’s spaceframe structure. A stream cascades down the mountain in the rainforest’s center, through a flood plain on the forest floor and into Biosphere 2’s tropical savannah biome (atop rock cliffs beside the ocean). From there the stream travels down to the marsh biome, both fresh and salt water, and then into the Biosphere 2 ocean biome. The ocean is 25 feet (8 meters) at its deepest and includes a Caribbean coral reef ecosystem at the northern end. Wave action, required for the coral reef ecology, is generated mechanically. At the southern end of Biosphere 2’s central section, a thornscrub forest completes the savannah biome and marks the ecotone (transition zone) between the savannah and coastal thornscrub desert biomes. During transition, all of these biomes were inventoried to determine

species success and failure. Some modifications, such as planting additional food crops in the rainforest, and adding trees to the coastal desert biome occurred during this time.

The Biosphere 2 Lung. West and South of Biosphere 2 are two white geodesic dome structures, called “lungs” connected by underground tunnels to the Biosphere 2 basement. The lungs are variable volume chambers able to expand and contract with shifts in atmospheric volume/pressure. Otherwise, the warming and expansion of air during the day could blow out glass panes or break the seals on Biosphere 2. The lungs’ total volume capacity is 1.7 million cubic feet (50,000 cubic meters).

Biosphere 2 Atmosphere and Water Recycling. The air is continuous throughout Biosphere 2. Air circulates among the wilderness biomes, human habitat and lungs.

“The achievements of the biospherians go beyond the application of state-of-the-art methods of sustainable agriculture. Biosphere 2 recreates in miniature the flows and balances that occur on Earth - but it moves through these cycles on ‘fast forward.’ Carbon dioxide turnover on Earth takes about three years: in Biosphere 2 it takes about three days. On Earth it takes years or decades to see how changes in the rainforest affect the growth of sorghum or sweet potatoes in another part of the world; in Biosphere 2, the impact may be seen in a matter of weeks. In Biosphere 2, agricultural materials such as crop nutrients and animal wastes recycle through the water and air systems in days, as opposed to weeks or years on Earth. It is, in this sense, an ecological laboratory of incalculable value—the world’s largest test-tube.”

Dr. Richard Harwood, C.S. Mott Foundation Chair of Sustainable Agriculture Department of Crop & Soil Sciences at Michigan Stale University

Biosphere 2 is not large enough for weather processes to occur entirely naturally, as they do on Earth. Mechanical systems assist the heating, cooling, and air and water circulation. Water evaporation from the ocean is condensed for human drinking water and for return to the stream and rainforest. Human and animal wastes are treated in a combination microbial and intensive wetlands ecosystem. Water effluent is tested before returning to the irrigation system.

Biospherians. The biospherians are selected as resourceful individuals with research and survival skills. They are the project's front-line researchers and operators who work on a daily basis with the Mission Control team, scientific consultants, and with Director of Research, Dr. John B. Corliss.

Each Biospherian is assigned specific responsibilities inside the biosphere, such as managing and conducting research within separate biomes, coordinating the biosphere's technical system, as well as planting and harvesting crops. The five men and two women who are members of the crew inside Biosphere 2 hail from the United Slates, Germany, Mexico, England, Australia, and Nepal. Their diverse backgrounds range from environmental biology, horticulture, forestry, and gardening to chemical engineering, and maintenance.

John W. Druitt, 39, is General Operations Coordinator/Agricultural Systems Manager. British-born Druitt supervises all internal day-to-day operations and plans and supervises all activities in the intensive agriculture area.

Matthew G. Finn, 35, of Washington, D.C., is Biosphere 2's Research and Development Supervisor. He oversees all research and development activities inside Biosphere 2 during this 10 and a half month experiment, and monitors all marine systems.

Pascale Maslin, 34, from Australia, is Electro-mechanical Systems Manager. She supervises operations, maintenance and repair of all mechanical systems.

Tilak Ram Mahato, 30, from Nepal, is Assistant Agriculture Systems Manager. His responsibility is to ensure crop yields high enough to sustain the six-member team.

Charlotte Godfrey, 22, a native Tucsonan, serves as Terrestrial Wilderness Systems Assistant. She is responsible for the daily care of the four wilderness areas, and records data as required by research during the experiment.

Rodrigo Fernandez del Valle, 24, of Mexico, is Animal Systems Manager/Cybernetic Systems Assistant. He operates and maintains the computer and sensor systems and manages the care and feeding of all domestic animals in Biosphere 2.

Bernd Zabel, 45, from Germany, is Associate Director of Systems Engineering. He oversees the biological wastewater treatment system and the technical systems in Biosphere 2.

Points of Interest. Significant accomplishments have marked the experiment, including:

The four men and four women of the first crew set a new record for living in a closed system by surpassing the previous record (six months) held by Russian researchers in the Bios-3 experiment.

The oceanic system inside Biosphere 2 is capable of sustaining a coral reef environment and did not suffer the catastrophic losses predicted. During the first transition period, a new skimmer system was installed to improve the quality of the ocean water.

The low-calorie, nutrient-rich diet dramatically lowers the biospherians' cholesterol levels. The diet had been studied in animals, but this is the first long-term study in humans.

One of the most striking accomplishments for Biosphere 2 is its massive recycling systems. Since 1991, crew members have used the same water and recycled all waste products inside. Each action made by a Biospherian has an immediate effect on this mini-world, which dramatically demonstrates the importance of individual accountability for the larger closed system, Earth, in which we live.

On just one-half acre of land, the biospherians grow, harvest and process their food— while keeping the soil highly fertile and using only non-polluting pest control methods. Application on

Earth of similar systems show promise for reducing ground water pollution from agricultural chemicals, production of pesticide-free foods and more efficient food production.

Biosphere 2 is a uniquely designed structure where technology is used for the benefit of ecology. The Biospherian's manage and control all the systems from waves, tides, waterfalls and currents to rain, temperatures and humidity.

The biospherians are conducting research on how to restore natural endangered habitats, such as rainforests or coral reefs. While in this closed structure, they are gaining knowledge about the forces that either degrade or enhance an ecological system and will be able to apply this information to areas that are actually threatened on our planet.

The exchange of Biosphere 2’s air with the Earth’s air, called a “leak rate,” is approximately 10 percent a year—making Biosphere 2 the most airtight structure of its kind ever built. This extraordinarily low leak rate is far less than any other closed system experiment previously conducted. The tight seal enabled the detection of an oxygen decline which has led to significant research about oxygen cycles.

Biosphere 2 is an unprecedented, on-going ecological experiment. It is a tightly sealed glass and steel structure on 3.15 acres near Oracle, Arizona in which scientists have created seven complete ecosystems or biomes that mirror those of Earth. The systems include an ocean, a desert, a savannah, a rainforest, a marsh, an area of intensive agriculture and a human habitat.

The project is designed to last for 100 years, providing valuable data for research and education to help scientists better understand how our world works. On September 26, 1991, eight researchers, known as "biospherians," sealed the airlock on this massive enclosed ecological system - and Biosphere 2 was born. Following their 24-month adventure, these men and women will emerge from their mini-world on September 26, 1993. The experiment will continue with a new team of biospherians after a several month transition period.

Project:

Biosphere 2 is a new type of laboratory which combines state-of-the-art architecture and mechanical and computer monitoring systems with a wide range of living ecosystems. It is an experimental project where everything that happens - both expected and unexpected - provides valuable insights into our complex and evolving world.

While the biospherians further the research of more than 60 projects, 42 Ph. D.-level scientists are formally analyzing the information gathered inside Biosphere 2, as they study such topics as carbon dioxide and oxygen cycles, soil composition, coral reef health and vitality, agricultural pest management, waste and water recycling and more. Every two weeks, the biospherians send the samples they have collected through the airlock to scientific consultants and analytic laboratories for study.

Biospherians:

The four men and four women between the ages of 29 and 69 who live inside Biosphere 2 hail from the United States, England and Belgium. Their diverse backgrounds range from botany, agriculture and marine ecology to physiology, engineering and communications.

The crew is structured as an expedition, with co-captains serving as crew leader. Each biospherian is assigned specific responsibilities inside the biosphere, such as:

Managing and conducting research withing separte biomes. Coordinating the biosphere's technical system. Planting and harvesting crops. Preparing daily meals.

Structure:

Covering 3.15 acres, Biosphere 2 is the largest closed ecological system in the world. Located near Oracle, Arizona, the glass and spaceframe structure measures seven million cubic feet in volume and stretches up to 85 feet at its highest point. Its steel struts are covered with a finish that insures against corrosion from inside or outside the biosphere. All air, water and nutrient cycles are completely closed and recycled within this system.

The monitoring of climate, air, soils and water within Biosphere 2 is unprecedented. Over 1,000 sensors distributed throughout the Biosphere send information to the sophisticated monitoring and control system located on-site at Mission Control. This elaborate computer network provides a continuous display of environmental variables and the status of engineering controls - while constantly updating the permanent data base

Seven Ecological Zones or Biomes:

The ecological systems of Biosphere 2 include agriculture, a human habitat, an ocean, a tropical rainforest, a savannah, a marsh and a desert. Each different biome was built from scratch - with carefully selected soils, water and plant and animal life, collected from all offer the world. Biosphere 2 sustains high biodiversity with approximately 3,800 living species within its glass walls.

Points of Interest:

Biosphere 2 has successfully sustained eight humans and thousands of other life forms for 24 months.

The crew of Biosphere 2 has set a new world record for living in a closed system by surpassing the previous record held by Russian researchers in their experiment.

One of the most striking accomplishments for Biosphere 2 is its massive recycling systems. For the past 24 months, the Biospherians have used the same water and recycled all waste products in their environment. Each action made by a Biospherian has an immediate effect on this mini-

world, which dramatically demonstrates the importance of individual accountability for the larger closed system, Earth, in which we live.

On just one-half acre of land, the eight Biospherians have grown, harvested and processed their food for 24 months - while keeping the soil highly fertile and using only non-polluting pest control methods. Application on Earth of similar systems show promise for reducing ground water pollution from agricultural chemicals, production of pesticide-free foods and more efficient food production.

Biosphere 2 is a uniquely designed structure where technology is used for the benefit of ecology. In their world, the biospherians manage and control every system from waves, tides, waterfalls and currents to rain, temperatures and humidity.

The biospherians are conducting research on how to restore natural endangered habitats, such as rainforests or coral reefs. While in this closed structure, the Biospherians are gaining knowledge about the forces that either degrade or enhance an ecological system and will be able to apply this information to areas that are actually threatened on our planet. The exchange of Biosphere 2's air with the Earth's air, called a "leak rate" is under 10 percent a year - making Biosphere 2 the most airtight structure of its kind ever built. This extraordinarily low leak rate is far less than any other closed system experiment previously conducted.

When the first phase of the Biosphere 2 experiment was completed on September 26, 1993, a transition period began. Teams of nationally prominent consultants, experts in their various fields, came to study Biosphere 2 before its next phase.

The transition was marked by three main areas of activity: research, technical upgrades, and biospherian training. The research tasks consisted of harvesting the vast amount of data on the behavior of biospheric systems generated by the two-year mission, and installing new data collection systems for projects during succeeding missions. Construction crews focused on upgrading technical systems to reflect knowledge and experience gained during the first two years. The new biospherian team spent five months in training, learning to manage the complex systems they will operate for the next ten and a half months.

Waste/water/air Recycling

Since September 26, 1991, Biosphere 2 has been maintained as a closed system. Researchers, technicians and operators entered and exited the facility through the airlock chamber during transition (September 26, 1993 -March 6, 1994) to complete research programs, make necessary technical systems changes, and to operate the Biosphere. The atmosphere of Biosphere 2 was not exchanged with the outside atmosphere.

Biosphere 2 continues to recycle all human and animal wastes. This is the first time complete waste recycling has been accomplished in a biological life support system.

Biosphere 2 continues to recycle all its water using a sophisticated system with over 20

subsystems. This maintained the wide diversity of water quality required--from the saltwater of ocean and marsh systems, to the rainwater needed by rainforest, savannah, desert, and farm--to the high purity levels required in drinking water.

Bioaccessions research during the transition

Teams of scientists conducted surveys to locate, affix a permanent number tag, map, and measure for biomass studies, all perennial plants in the wilderness blames and Intensive Agriculture Biome (IAB).

Plants introduced into Biosphere 2 before the first mission were recorded as alive, dead, or not found and new recruits were tagged and mapped as well.

Some plants were sampled and weighed to generate equations for biomass estimates.

Voucher specimens have been and are being collected to provide a complete record of Biosphere 2 plants. The herbarium is housed in the Biospheric Research and Development Center.

All data, such as biomass measurements and field notes, are entered into the bioaccessions database.

A second set of repeat photographs has been taken to document ecological community changes since the beginning of the closure experiment.

From these transition activities, SBV will look at reproductive success, mortality, and productivity. The data will be analyzed to see how original plant populations placed in Biosphere 2 adjusted to unique conditions in this closed system and how various eco-communities have changed.

Soils

Over 300 new soil samples from various soil depths were collected for archival storage. These, when compared to the original samples, provide information on three years of soil changes in the over 30 different soils originally placed in the system, and will be analyzed using a range of chemical and physical tests to track soil changes since installation in Biosphere 2.

Representative cores of soil material for root density analysis were collected to estimate the increase in underground biomass. These will be compared with root cores taken in the year before closure. Half square meter test pits were excavated in the lowland rainforest and ginger belt to quantify root development, layer by layer, in the soil horizon.

There has been extensive sampling of the soils of the JAB, to closely monitor this soil's development. Interactions between the irrigation water and soil chemistry will be closely monitored to understand more of these soil processes.

Wilderness soils have been examined closely for evidence of soil differentiation and maturation.

For example, caliche (an impermeable layer of calcium carbonate) has started to form in some of the desert soils, and a dark-colored organic and clay-rich surface layer is becoming noticeable in certain soils.

Integrated pest management

All insects in the IAB were surveyed by Dr. James Litsinger, Agricultural Systems Consultant.

Predators for mites and mealy bug, cockroaches and pillbugs were introduced.

A complete survey of the nematode population was carried out by Dr. Michael A. McClure, Professor of Plant Pathology at the University of Arizona. The results will be used to guide further treatment of nematodes.

Some experimental work was carried out with Dr. Michael E.Stanghellini, Professor of Plant Pathology, University of Arizona, on the treatment of pithium fungus using beneficial bacteria.

Agriculture

40 geckos and 50 toads were introduced to help manage cockroach populations in the JAB.

Several new plant species were introduced for testing in the system on the advice of Dr. Richard Harwood, Chairman of Sustainable Agriculture, Crop & Soil Sciences Department, Michigan State University. These include shade-tolerant rice varieties from monsoonal tropical countries; shade-tolerant, starchy root crops such as yams and taro; new grain varieties such as short-stemmed barley and millet; and high-vigor sorghum varieties.

Planting areas in the lower IAB were increased in size and the planters were improved.

Supplemental lighting, using high-pressure sodium lamps, was added to the agriculture area to help sustain crop production during low-light periods.

Alterations to the planting layout were made to maximize efficient use of incoming light.

The goats and chickens proved to be excellent candidates for the Biosphere 2 farm and will continue as part of the agriculture system.

Rainforest

The rainforest more than doubled in size--some trees increased over 400 percent in biomass since original planting in 1990.

The rainforest strategy of thick gingerbelt and fast-growing trees to protect sensitive jungle plants has worked. Growth was so rapid (with some three dozen 45-50 foot trees after the two year closure) that we are now in the second phase of a planned succession. Thirty of the fastest growing trees (leuceana) were carefully cut down during transition to allow more light for

mature rainforest species.

With advice from Dr. Michael Balick, Director of Economic Botany at the New York Botanical Garden and Dr. Ghillean Prance, Director of Kew Gardens, the rainforest was enriched with food producing plants. Species include bananas, tropical fruits, and starches.

A meticulous resurvey of Biosphere 2 was carried out by teams of researchers: all originally surveyed plants (some 7,800) were remeasured. New plants were tagged. Analysis of this data (now being entered in our computer database) will document in detail how various blames change as they grow--invaluable data for understanding basic ecosystem dynamics and restoration ecology.

With new plants established by natural reproduction and additional transition planting, our survey tags now number 11,000.

Ocean

All hard and soft corals were mapped under direction of Dr. Phil Dustan, Department of Biology, College of Charleston and Dr. Judy Lang, coral reef biologist, Texas Memorial Museum, during transition. There are 814 colonies of hard corals. and 173 soft corals.

Corals have reproduced during the two years and 87 baby coral colonies were identified.

Individuals representing 34 species of invertebrates and vertebrates were introduced to the ocean system along with injections of plankton, zooplankton and algae. Ten of these species are new to the ocean and were added to enhance ecological diversity.

Marsh

A pioneering study comparing ecological dynamics of mangrove species in the Everglades marsh and the Biosphere 2 marsh is now underway as part of a Ph.D. program of Matthew G. Finn, a doctoral student at Georgetown University. The dissertation includes studies of leaf litter and decomposition rates, water chemical analyses, environmental parameters, light spectral analysis, and species growth, distribution and diversity. (Finn will coordinate the execution of research projects within the system during Mission 2.)

The black mangrove, oyster bay and fringing island red mangrove ecosystems maintained a pure mangrove character and increased biomass by approximately 300 percent. The resurvey found very low mangrove mortality (less than 5 percent). Mortality was confined almost entirely to very small plants which were probably shaded. Fish (striped mullet, killifish, pipefish, blenny) snails (coffee, littorine, melanin), (mangrove, fiddler, porcelain, mud) and oysters were introduced.

New woody species (such as pond apple, mahogany, slash pine, wax myrtle, holly, groundsel tree, cabbage palm, myrsine, bald cypress and Montezuma cypress, white and red mangrove, salt bush, wax myrtle, buttonwood and black hew) were added to the other three ecosystems of the

salt and freshwater marsh.

Some submersed and floating vegetation and fish species (gold-spotted top minnow, Florida flag fish, least killifish) were added to the fresh marsh pond.

Desert/Savannah

The two-year closure saw a dominance hierarchy emerge in the desert and Savannah vegetation among plants that had been introduced in the systems in fairly equal numbers. This natural process reflects varying plant adaptability. The wilderness biome census has provided a much better understanding of characteristics that make a species successful in synthetic ecosystems.

Some woody species assumed different shapes from their typical forms in outside environments. In most cases this appears to be caused by vigorous growth in reduced light, in the absence of strong breezes.

The originally-envisioned desert area became more dominated by large and small shrubs, annuals and grasses. Abundant winter moisture and mild summer drought tended to favor these plants over those usually found in coastal desert open scrub ecosystems. The blame will be allowed to develop in this manner. The system has been enriched with more woody species and shrubs to broaden its biodiversity. True desert plants persist in some drier areas of the biome.

Cool season rainfall will be increased to assist this transformation, making the area similar to a "Mediterranean woodland," Australian "mallee," or California "chaparral." In addition, a variety of Mediterranean-type trees were planted in the sand dune area of the desert.

Control of vines, which luxuriate in Biosphere 2 conditions, is a task of biospherians working within wilderness analog areas: morning glory (Ipomea spp.) in the rainforest, passion vine (Passiflora edulis) in Savannah and rainforest, and Queen's wreath (Antigonon leptopus) and several others in the upper thornscrub. Morning glory is eliminated from the rainforest and passion vine from the upper Savannah. This allows these systems more incoming light and development of a richer understory.

Plants with stolons--runners which re-root as they contact soil--also did extremely well. These include several Brachiaria grasses in the Savannah and Atriplex (saltbush) species in the desert.

Since Biosphere 2 has limited space and resources, exuberance by one species threatens the demise of several others. The crew must, on occasion, act as "keystone predators" to maintain maximum biodiversity.

The upper and lower savannahs developed rapidly with many African acacia trees growing in excess of 20 feet since planting. The removal of passion vine has allowed enrichment of the upper Savannah with a wider variety of tree and shrub species: fruit-bearing types such as tamarind, guava, lychee and macadamia nut, and the Cola tree from Africa (which bears a caffeine-rich bean); and extension of the grass understory.

Entomology

During transition, the entomology team under direction of Dr. Scott Miller, Bishop Museum of Hawaii, and Dr. Jim Litsinger, surveyed the wilderness and agricultural blames for insects and other invertebrates.

Approximately one-third of the insect species introduced prior to 1991 survived. Exuberant population growth by ants appears to be a direct cause of population decline of other insect species. This phenomenon is similar to what has been observed on oceanic islands. Insect species that did well are those that have juvenile stages protected from ant predation.

The best represented insect orders are the Orthoptera (cockroaches, crickets, katydids); Homoptera (leafhoppers, planthoppers, aphids, scales, mealybugs); Diptera (flies); and Hymenoptera (ants).

Pollinator species, in particular honey bees, are being reintroduced into Biosphere 2.

A special study of the ant, Paratrechina longicornis, has been initiated by Dr. Diana E. Wheeler, Associate Professor of Entomology, University of Arizona, to study the behavior of these insects that have distributed themselves throughout the Biosphere.

Engineering

From trace gas measurements of the atmosphere from May 1992 to August 1993, the average leak rate was approximately 11 percent per year. This world record low leak rate for a large closed ecological system (30 times lower than the Space Shuffle leaks) has enabled new observations such as the slow oxygen decline, sharp diurnal and seasonal carbon dioxide cycles, and the behavior of various trace gases in diverse, functioning ecological systems. The transition period has afforded the opportunity to locate and repair several minute leaks that were detected during the two-year closure. This is an ongoing program that will continue in the future to reduce the leak rate even further.

A concrete sealer is being applied to the exposed basement concrete to block the absorption of co2.

Technical Upgrades

Changes in technical systems, designed on the basis of the two-year shake down mission, were made during transition to enhance performance of both mechanical and computer systems. These changes included installation of 20 ocean skimmers, 200 lights in the JAB, and a new computer controller system to automatically manage all environmental parameters.

The original design of ocean scrubbers, an algae-based system to remove nutrients accumulating in the ocean through natural processes, proved inefficient during the first two years. These scrubbers were replaced with 20 skimmers which remove nutrients through an aeration and foam-removal process. These skimmers have already effected an improvement in ocean water

quality, critical for coral reef health.

The addition of artificial lighting in the IAB will boost crop production during winter months significantly. Two unprecedented cloudy winters during the past two years, 1991 and 1992, reduced crop production below expectations. This extra lighting will help insure adequate food production.

The environmental computer control systems performed adequately during the two-year closure, maintaining required climates in the various biomes. However, this system was redesigned to reduce energy costs and allow controls of systems to be managed from outside as well as inside the Biosphere 2 system.

Biospherian Operations

For the last four months, the new crew has been training inside the Biosphere. They are now undergoing their final training period which consists of a series of one-week test closure periods where they live inside the Biosphere and operate it as if under closure conditions.

Although the system of operation and crew time allocation will be very similar to the first two year period, actual operations are projected to take less time due to technical improvements, giving more time for data collection and other research-related tasks.

Biogeochemical Studies

Oxygen study The major atmospheric observation of the two-year closure was the decline of oxygen. This was definitively traced to a two-step process of oxygen loss to soil organic matter producing CO2, plus the CO2 being captured by structural concrete to form calcium carbonate. Measurement of the carbon-12/carbon-13 isotope ratio in several parts of the system was the key to confirming this evaluation. The success of this investigation demonstrates the power of a closed system as a tool to trace pathways of matter in ecological studies.

New Studies

Discussions and preliminary studies are underway which may help us better understand sources and sinks of trace gases found in Earth's atmosphere. Because Biosphere 2's glass roof admits no ultraviolet radiation, which in Earth's stratosphere impacts many trace gases, the closed facility gives an opportunity to isolate biological sources and sinks of gases such as methane and nitrous oxide in the absence of these other reactions. Because of its higher CO2 levels, Biosphere 2 can provide evidence which may confirm or refute hypotheses that have been advanced regarding isotope changes in plants grown in higher CO2. Studies are underway that use Biosphere 2 conditions as a tool in understanding past geologic periods when CO2 was thought to be at higher levels.

New research projects initiated

Atmosphere studies Professor Reinhardt A. Rasmussen, Oregon Graduate Institute of Science and Technology, Beaverton, Oregon, a world-renowned expert in measuring trace gases in Earth's atmosphere, has begun an intensive study of both technogenic gases (produced by technical systems) and biogenic gases (produced by living systems) in the atmosphere of Biosphere 2. The closed system allows Dr. Rasmussen to study the dynamics of biogenic gases from plants and soils in a unique way, not possible in any other setting. He has identified some 100 different major and trace gases, predominantly biogenic, in the Biosphere 2 atmosphere. Of special interest are the greenhouse gases methane, nitrous oxide, and carbon dioxide. These gases are especially important to understand because, as a result of their buildup in Earth's atmosphere, they play a role in global warning.

Modeling Professor Howard T. Odum, Department of Environmental Engineering Sciences, University of Florida, Gainesville, currently has a graduate student working on a model of carbon cycling and biospheric energetics in Biosphere 2. He will add a new graduate student in 1994 whose focus will be on the overall global metabolism of Biosphere 2. This study will utilize daily and seasonal records of oxygen, carbon dioxide, humidity, rain, and light data from the Biosphere 2 database to calculate the overall system metabolism. This includes determination of plant photosynthetic efficiency, and the relationship between respiration and water loss in plants along with sophisticated measurements of light reflected from plant leaves. These light reflectance measurements will help gain an understanding of the water budgets of the Biosphere in relation to its overall metabolism.

Medical Dr. Roy Verdery of the Arizona Center on Aging, Department of Geriatrics, University of Arizona will carry out sophisticated blood lipid analyses on the new biospherians before, during and after Mission 2. There is great medical interest in comparing these studies with lipid behavior in other calorie-restricted experiments. From the standpoint of the growing science of biospherics, there are interesting possibilities that closed system research gives us new tools to investigate whether physiological and/or psychological stress will produce recognizable effects on observed lipid patterns. Also, these patterns may allow us to characterize healthy dietary restriction and provide additional signals for the onset of malnutrition.

Video studies An overhead video camera has been installed in the desert to use time lapse imagery to monitor changes in above ground desert plants. Two video cameras have been installed over the ocean to monitor change in water clarity and community structure using time lapse imagery. An underwater video camera has been installed in the ocean to monitor behavior of reef fish and invertebrates.

Soil research A new research initiative in collaboration with Dr. Alvin Smucker of Michigan State University using "mini rhizotrons" that employ a tiny video camera will allow us to monitor root growth and competition. Ten underground tubes are being installed as a first experiment in the sand dune of

the desert blame where real-time monitoring will occur and directly image competing root systems of desert trees, shrubs and grasses. This is of special interest because of the elevated CO2. One of the concerns about rising CO2 in Earth's environment is how it may change ecosystems by favoring growth of woody plants over grasses, for example. We will see if this is true in Biosphere 2 using the revolutionary rhizotron cameras.

Soil stations

Four soil stations were constructed in the wilderness biomes. These stations are carefully designed to monitor soil moisture content, gas composition, and temperature gradients throughout the soil column. These will allow us to more closely track soil processes and conditions.

March 6, 1994 Mission 2 Experiment

Beginning on March 6, 1994, Space Biospheres Ventures will launch Biosphere 2 as the first laboratory for the studies of biospheric and ecological science and the development of environmental technology. New operating procedures will allow visiting scientists to go into Biosphere 2 to conduct research on specific projects in a way not possible before. This is a result of knowledge gained from the successful first two year "Shakedown Cruise," and technical improvements implemented during the five-month transition period.

March 6 commences a new phase where Biosphere 2 is launched in its 100 year mission. Baseline operations will be managed by a rotating technical and resident crew which will enable various visiting scientists, managers, technical personnel and environmentalists to utilize Biosphere 2 facilities for short term durations. During the first 120 days, the resident crew will include Norberto Alvarez-Romo, Vice resident of Mission Control, and Director of Cybernetic Systems as the Biosphere 2's first visiting manager. At the third and sixth month intervals, a physician will perform a "house call" checkup visit on all persons inside. After the initial stay of Alvarez-Romo, other scientific, technical or environmental visitors will be eligible to enter Biosphere 2 for periods which will vary in duration.

Alvarez-Romo will establish and implement the protocols for the Biosphere 2 laboratory. He will also focus on enhancing the systems required for a "paperless society" (e.g. computer hardware, software, and communication systems). As the first "visiting participant," he will work with the staff of Mission Control to work out details for shorter term participants.

Unlike the initial two-years, there will not always be a resident physician inside Biosphere 2. Resident crew health monitoring and maintenance is being supervised by Harvey Meislin, MD, Professor and Chief, Section of Emergency Medicine, University of Arizona Health Sciences Center and his staff. The resident crew includes an EMT (Emergency Medical Technician) who monitors the crew's vital signs weekly. Dr. Meislin will go inside Biosphere 2 at three-month intervals to conduct medical examinations.

"Biosfer bumi pada dasarnya adalah materiil tertutup (beberapa input dari sistem tata surya dan dari interior bumi dan beberapa output melalui subduksi dan keluar gas), dan sekuat tenaga terbuka terhadap sumber-sumber, sinar matahari, gravitasi matahari dan bulan, dan dari interior bumi dan tenggelam (panas radiasi dan cahaya refleksi untuk ruang). biosfer bumi sekarang informationally terbuka juga untuk informasi meluncurkan program luar angkasa pengumpul dan penerima di luar biosfer. biosfer bumi adalah mengorganisasi diri, adaptif, sistem yang kompleks meningkatkan energi bebas dalam substansial jumlah yang kurang (sekitar 1%) daripada perbedaan dalam energi bebas molekul dan informasi dalam organisasi. Biosfer bumi telah ada sekurang-kurangnya 3,8 miliar tahun, selamat lima spesies utama kepunahan, dan satu atmosfer transformasi, berisi tentang kehidupan triliun ton didistribusikan mungkin di antara 30.000.000 atau lebih spesies dan dinamika yang didasarkan pada mutasi dan seleksi alam berkembang perilaku adaptif dan serikat dari biomolekul kimia yang mampu meningkatkan energi bebas dengan evolusi kompleks seperti ekosistem hutan hujan dan terumbu karang. Biosfer bumi telah menciptakan dan mengelola sendiri atmosfer mustahil komposisi, dan menghasilkan tumbuh terus-menerus "necrosphere" atau strata geologis bahan biogenik seperti tanah, kapur, pantai, batu bara, minyak formasi dan lain deposito. Di antara sifat utamanya, adalah matriks kemanusiaan dan semua karya, yang meliputi proyek-proyek untuk mengambil seluruh ruang angkasa biosphere keturunannya. " John Allen, FLS Ketua, Global Ecotechnics Corporation "Sistem ekologi global, biosfer, kemudian dapat didefinisikan sebagai bagian dari permukaan bumi yang diperintahkan oleh aliran energi, diperantarai oleh proses fotosintetik." Harold J. Morowitz Aliran energi dalam Biologi Ox Bow Tekan P. 81 ________________________________________ "Ini adalah kegiatan organisme hidup yang luar biasa ini menciptakan keragaman" alam "di sekeliling kita, keragaman yang luar biasa biosfer. Mungkin, sampai saat ini kami tidak bisa menghargai keberagaman ini: kita hanya punya apa-apa untuk membandingkan dengan biosfer kita. Saja sekarang, setelah kita lihat di layar televisi kita dan di halaman edisi diilustrasikan pemandangan planet-planet lain, kehilangan hidup, hanya sekarang kita dapat sepenuhnya menghargai "keanekaragaman internal" dari biosfer. Hal ini memberikan jaminan yang pasti untuk melestarikan kehidupan di planet kita. " Andrey Lapo Jejak berlalu biosphere (1987) Mir Publishers, Moskow. pp.34-35 ________________________________________ "Arkean kantung kecil dari DNA dan RNA dilaksanakan kegiatan-kegiatan mereka prodigiously. Dengan tidur yang tidak mereka ketahui mereka tumbuh, konsumsi energi dan bahan kimia organik, dan dibagi terus-menerus. Koloni mereka dan serat yang saling berhubungan dan menutupi steril jerawatan dunia dalam sebuah film. Dimensi film ini telah berkembang menjadi sebuah patina kehidupan, dari biosfer, tempat di mana kehidupan ada. Hari ini biosfer mengelilingi bumi dari sedikit lebih dari lima mil ke laut untuk lebih dari enam mil ke atas, dekat puncak gunung di bagian atas suasana yang lebih rendah, yang disebut troposfir. "

Lynn Margulis & Dorion Sagan Mikrokosmos Summit Books P.64-65 ________________________________________ "Meskipun mungkin ada masalah dalam kesepakatan mengenai definisi dekat 'biosfer', yang tidak penting. Yang penting adalah bahwa ada penerimaan secara luas dari himpunan gagasan yang disampaikan oleh istilah. Ide organisme hidup sebagai entitas fungsional, pengolahan energi dan materi, mereproduksi, berinteraksi dengan satu sama lain dan dengan lingkungan fisik, dan gagasan bahwa seluruh biota, bersama dengan lingkungan fisik, dapat dianggap sebagai sistem tunggal. " Ian Bradbury The Biosphere (1991) Belhaven Tekan p.3 Oracle, AZ-Pada tanggal 6 Maret 1994, tujuh peneliti-lima pria dan dua perempuan-disegel di dalam sistem ekologi tertutup dan fasilitas penelitian di Santa Catalina di sebelah utara kaki Gunung Tucson. Para kru bekerja di bawah kebijakan penjadwalan baru yang memungkinkan para ilmuwan dan pengunjung lain untuk masukkan untuk tetap pendek untuk melakukan penelitian sementara enam anggota awak operasional penduduk telah terhuyung-huyung tetap dalam struktur selama setidaknya 180 hari. Biosphere 2 adalah belum pernah terjadi sebelumnya, pada percobaan ekologi berlangsung, dibangun sebagai laboratorium ekologi global. Ini adalah tertutup rapat kaca dan struktur baja 3,15 hektar dekat Oracle, Arizona di mana para ilmuwan telah menciptakan tujuh ekosistem yang lengkap atau biomes bahwa cermin orang Bumi. Sistem termasuk samudra, gurun, sebuah sabana, sebuah hutan tropis, rawa, daerah pertanian intensif, dan habitat manusia. Proyek ini dirancang untuk satu abad terakhir, memberikan data yang berharga untuk penelitian dan pendidikan untuk membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana dunia kita bekerja. Pada tanggal 26 September 1991, delapan peneliti, yang dikenal sebagai "biospherians," menutup airlock besar-besaran ini sistem ekologi tertutup dan Biosphere 2 dimulai. Setelah dua tahun mereka tinggal, para pria dan wanita muncul dari dunia mini mereka pada 26 September 1993. Sebuah masa transisi sekitar lima bulan intensif termasuk pengumpulan data, tanaman dan hewan persediaan, proyek-proyek penelitian baru dan modifikasi pada sistem mekanis dalam Biosphere 2. Misi saat ini adalah salah satu dari serangkaian misi berlangsung sepanjang 100 tahun diproyeksikan percobaan. Ruang Usaha ruang biosphere biosphere Usaha (SBV) adalah perusahaan riset ekologi swasta dibentuk untuk penelitian pionir di bidang biospherics, studi dan konstruksi tertutup, mengatur diri sendiri, mandiri, sistem ekologi. SBV didirikan pada tahun 1984 oleh Edward P. Bass, Margret Agustinus, John Allen, dan Mark Nelson. SBV dirancang, dibangun dan mengoperasikan Biosphere 2, terbesar di dunia dan paling kompleks fasilitas penelitian ekologi tertutup. Proyek ini diselenggarakan sebagai pribadi, modal usaha usaha untuk mempromosikan penelitian dan mengembangkan penemuan-penemuan dan teknik dengan berbagai aplikasi dari teknik lingkungan dan bersih-bersih untuk pertanian dan sistem pendukung kehidupan. The Biosphere 2 Project. Proyek ini dirancang untuk tiga tujuan: penelitian, pendidikan, dan

pengembangan teknologi lingkungan untuk digunakan di Bumi dan di luar angkasa. Biosphere 2 adalah laboratorium jenis baru yang menggabungkan negara-of-the-art arsitektur dan mekanis dan sistem pemantauan komputer dengan berbagai ekosistem hidup. Ini adalah proyek percobaan di mana segala sesuatu yang terjadi-baik yang diharapkan dan tak terduga-memberikan wawasan berharga ke dalam dunia yang kompleks dan berkembang. Sementara biospherians penelitian lebih lanjut lebih dari 60 proyek, 42 Ph.D. - ilmuwan tingkat secara resmi menganalisis informasi yang dikumpulkan di dalam Biosphere 2, ketika mereka belajar topik-topik seperti karbon dioksida dan oksigen siklus, komposisi tanah, terumbu karang kesehatan dan vitalitas , manajemen hama pertanian, air limbah dan daur ulang, dan banyak lagi. Setiap dua minggu, biospherians mengirim sampel mereka telah dikumpulkan melalui konsultan airlock ilmiah dan analisis laboratorium untuk belajar. Publikasi dalam jurnal peer-review temuan dari penelitian Biosphere 2 meliputi: Proceedings of the National Academy of Sciences (Desember, 1992) - sebuah studi gizi manusia oleh dokter Dr Roy Walford; Bioscience (April, 1993) - "Menggunakan Ditutup Ekologis Sistem Earth's Biosphere "oleh Mark Nelson, Tony Burgess, Abigail Alling dan lain-lain. Surat-surat lainnya termasuk Biosphere 2 Pertanian: Uji tempat tidur untuk intensif, berkelanjutan, non polusi sistem pertanian oleh Mark Nelson, Sally Silverstone dan Jane Poynter, dan Pemeliharaan dan Operasional Dukungan Karakteristik Biosphere 2 oleh William F. Dempster dan Mark Van Thillo. Sejumlah makalah ilmiah lain yang sedang diperiksa atau sedang dipersiapkan untuk diserahkan. Biosphere 2 menerima atas Special Award di tahun 1992 kompetisi Gold Nugget Penghargaan yang disponsori oleh Pacific Coast Builders Conference dan Sun / Pantai Arsitek / Builder Magazine. Gold Nugget Penghargaan tersebut dianggap sebagai penghargaan desain paling bergengsi di negara ini. Pada tahun 1994, Biosphere 2 menerima Grand Award dalam kompetisi Excellence Awards, disajikan oleh National Association of Home Builders Pembangun Komersial Dewan Nasional. Penghargaan ini dianggap salah satu yang paling bergengsi di bangsa oleh industri bangunan. Proyek ini masuk dalam kategori industri keramik untuk bangunan lebih dari 50.000 kaki persegi. Di samping keunggulan teknik, arsitektur Biosphere 2 pameran apa Phil Hawes arsitek dan desainer Agustinus Margret istilah "sinergis" arsitektur, dengan berbagai bagian yang menunjukkan referensi dari beragam budaya Maya piramida ke menara angin Timur Tengah untuk menciptakan desain yang lengkap dan harmonis. Struktur. Biosphere 2 struktur yang mencakup sekitar 3,15 acre (1,28 hektar), ukuran tiga lapangan bola; dengan volume tujuh juta kaki kubik (204.000 meter kubik) dan membentang sampai 91 meter pada titik tertinggi (23 meter tinggi). Kaca dan baja superstruktur ini dirancang untuk bebas kebocoran, dan substruktur dipagari dengan sampai empat inci dari bahan stainless steel yang dilas dan diuji untuk keketatan udara. Struts baja ditutupi dengan menyelesaikan menjamin terhadap korosi dari dalam maupun luar biosfer. Semua udara, air dan siklus nutrisi benar-benar tertutup dan daur ulang dalam sistem ini. Pemantauan iklim, udara, tanah dan air di dalam Biosphere 2 adalah belum pernah terjadi sebelumnya. Lebih dari 1.000 sensor didistribusikan ke seluruh Biosphere mengirimkan informasi ke pemantauan yang canggih dan sistem kontrol yang terletak di-site di Mission Control. Jaringan komputer yang rumit ini memberikan tampilan yang terus-menerus variabel lingkungan dan status rekayasa kontrol-sementara terus-menerus memperbarui data base permanen.

Zona yang berbeda Biosphere 2 meliputi pertanian, habitat manusia, samudra, hutan hujan tropis, sebuah Savannah, rawa, dan gurun. Setiap biome dibangun dengan hati-hati dipilih tanah, air dan kehidupan tumbuhan dan hewan, yang dikumpulkan dari seluruh dunia. Biosphere 2 menopang keanekaragaman hayati yang tinggi dengan beberapa ribu spesies yang hidup di dalam dinding kaca. Biomes manusia. Habitat manusia adalah enam lantai, bagian kubah putih Biosphere 2 yang mencakup apartemen untuk penduduk peneliti, laboratorium, pusat komputer, komunikasi dan ruang kantor, workshop dan perpustakaan. Bagian Biosphere 2 ini dirancang untuk menghadapi tantangan ekologi kota-kota kita. Domestik binatang (kambing kerdil Afrika dan hibrida unggas) yang disimpan di bagian habitat manusia. Samping hewan teluk dan segera selatan habitat manusia, serangkaian kubah melengkung spaceframe rumah biome pertanian intensif. Di sini, tanaman pangan yang ditanam di dalam teras luas 24.000 kaki persegi (.55 acre atau ,22 hektar). Selama periode transisi pertama setelah penutupan, pencahayaan tambahan baru dipasang di daerah ini untuk membantu kompensasi untuk setiap awan diperpanjang selama waktu 10 1/2-months. Tanaman pangan baru juga diperkenalkan. Wilderness Biomes. Biome hutan hujan tropis menempati tertinggi (sekitar 91 kaki atau 23 meter tinggi) bagian dari Biosphere 2's spaceframe struktur. Sebuah aliran air terjun menuruni gunung di hutan hujan pusat, melalui dataran banjir di lantai hutan dan masuk ke dalam Biosphere 2's tropis sabana biome (di atas tebing batu di samping laut). Dari sana sungai bergerak turun ke rawa biome, baik segar dan air garam, dan kemudian masuk ke dalam Biosphere 2 samudra biome. Laut adalah 25 kaki (8 meter) pada yang paling dalam dan mencakup Karibia ekosistem terumbu karang di ujung utara. Gelombang aksi, diperlukan untuk ekologi terumbu karang, yang dihasilkan secara mekanik. Di ujung selatan pusat Biosphere 2 bagian, sebuah hutan thornscrub melengkapi jacktt biome dan menandai ecotone (zona transisi) antara sabana, dan padang pasir thornscrub pesisir biomes. Selama masa transisi, semua itu biomes spesies diinventarisasi untuk menentukan keberhasilan dan kegagalan. Beberapa modifikasi, seperti penanaman tanaman makanan tambahan di hutan hujan, dan menambahkan pohon biome gurun pesisir terjadi selama waktu ini. The Biosphere 2 Lung. Barat dan Selatan Biosphere 2 adalah dua struktur kubah geodesik putih, disebut "paru-paru" terhubung dengan terowongan bawah tanah ke Biosphere 2 ruang bawah tanah. Paru-paru ruang volume variabel dapat memperluas dan kontrak dengan volume atmosfer pergeseran / tekanan. Jika tidak, pemanasan dan perluasan udara pada siang hari bisa meniup kaca jendela atau mematahkan segel pada Biosphere 2. Paru-paru 'volume total kapasitas 1,7 juta kaki kubik (50.000 meter kubik). Biosphere 2 Atmosfer dan Air Daur ulang. Udara kontinyu sepanjang Biosphere 2. Udara beredar di antara padang gurun biomes, habitat dan paru-paru manusia. "Pencapaian dari biospherians aplikasi melampaui negara-of-the-art metode pertanian berkelanjutan. Biosphere 2 miniatur recreates dalam aliran dan keseimbangan yang terjadi di Bumi - tetapi ia bergerak melalui siklus ini pada 'maju cepat.' Karbon dioksida omset di Bumi memakan waktu sekitar tiga tahun: dalam Biosphere 2 dibutuhkan sekitar tiga hari. Di bumi itu waktu bertahun-tahun atau berpuluh-puluh tahun untuk melihat bagaimana perubahan dalam hutan hujan mempengaruhi pertumbuhan sorgum atau ubi jalar di bagian lain dunia, dalam Biosphere 2, dampaknya dapat dilihat dalam hitungan minggu. Dalam Biosphere 2, bahan pertanian seperti nutrisi tanaman dan hewan mendaur ulang limbah melalui air dan sistem udara berhari-hari, bukan minggu atau bertahun-tahun di Bumi. Hal ini, dalam pengertian ini, sebuah laboratorium ekologi nilai tak terhitung terbesar di dunia tabung. "

Dr Richard Harwood, CS Mott Foundation Ketua Departemen Pertanian Berkelanjutan Tanaman & Tanah Sciences di Universitas Michigan basi Biosphere 2 tidak cukup besar untuk proses cuaca seluruhnya terjadi secara alami, seperti yang mereka lakukan di Bumi. Sistem mekanis membantu pemanas, pendingin, dan sirkulasi udara dan air. Penguapan air dari laut yang terkondensasi untuk air minum manusia dan untuk kembali ke sungai dan hutan hujan. Limbah manusia dan hewan diperlakukan dalam kombinasi mikroba dan intensif ekosistem lahan basah. Air limbah diuji sebelum kembali ke sistem irigasi. Biospherians. Yang biospherians dipilih sebagai individu-individu dengan penelitian dan keterampilan bertahan hidup. Mereka adalah proyek garis depan peneliti dan operator yang bekerja setiap hari dengan Kontrol Misi tim, konsultan ilmiah, dan dengan Direktur Riset, Dr. John B. Corliss. Setiap Biospherian diberikan tanggung jawab khusus di dalam biosfer, seperti mengelola dan melakukan penelitian dalam biomes terpisah, mengkoordinasikan biosfer sistem teknis, serta menanam dan memanen tanaman. Lima pria dan dua wanita yang menjadi anggota awak di dalam Biosphere 2 berasal dari Amerika papan tulis, Jerman, Meksiko, Inggris, Australia, dan Nepal. Berbagai latar belakang mereka beragam, mulai dari lingkungan biologi, hortikultura, kehutanan, dan berkebun untuk teknik kimia, dan pemeliharaan. John W. Druitt, 39, adalah Koordinator Operasional Umum / Agricultural Systems Manager. Kelahiran Britania Druitt mengawasi semua internal sehari-hari dan rencana-rencana operasi dan mengawasi semua kegiatan di daerah pertanian intensif. Matius G. Finn, 35, dari Washington, DC, adalah Biosphere 2 Penelitian dan Pengembangan Supervisor. Ia mengawasi semua kegiatan penelitian dan pengembangan di dalam Biosphere 2 selama ini 10 dan satu setengah bulan percobaan, dan memonitor semua sistem laut. Pascale Maslin, 34, dari Australia, adalah Electro-mekanis Systems Manager. Dia mengawasi operasi, pemeliharaan dan perbaikan seluruh sistem mekanis. Tilak Ram Mahato, 30, dari Nepal, adalah Asisten Manajer Sistem Pertanian. Tanggung jawabnya adalah untuk memastikan hasil panen yang cukup tinggi untuk mempertahankan enam anggota tim. Charlotte Godfrey, 22, Tucsonan asli, berfungsi sebagai Asisten Sistem Wilderness terrestrial. Dia bertanggung jawab untuk perawatan sehari-hari dari empat area hutan belantara, dan catatan data yang diperlukan oleh penelitian selama percobaan. Rodrigo Fernandez del Valle, 24, dari Meksiko, adalah Sistem Hewan Manager / Cybernetic Systems Assistant. Dia mengoperasikan dan memelihara komputer dan sistem sensor dan mengelola perawatan dan memberi makan semua hewan domestik dalam Biosphere 2. Bernd Zabel, 45, dari Jerman, adalah Associate Director of Systems Engineering. Dia mengawasi sistem pengolahan air limbah biologis dan sistem teknis dalam Biosphere 2. Points of Interest. Pencapaiannya signifikan ditandai percobaan, termasuk: Keempat laki-laki dan empat perempuan dari kru pertama rekor baru untuk hidup di sebuah sistem tertutup dengan melampaui rekor sebelumnya (enam bulan) yang diadakan oleh peneliti Rusia di Bios-3 percobaan. Yang sistem kelautan di dalam Biosphere 2 adalah mampu mempertahankan lingkungan terumbu karang dan tidak menderita kerugian akibat bencana diperkirakan. Selama periode transisi pertama, sistem Skimmer baru dipasang untuk meningkatkan kualitas air laut. Rendah kalori, diet kaya gizi secara dramatis menurunkan biospherians 'kadar kolesterol. Diet sudah diteliti pada hewan, tapi ini adalah yang pertama studi jangka panjang pada manusia. Salah satu prestasi yang paling mencolok untuk Biosphere 2 adalah sistem daur ulang yang

sangat besar. Sejak tahun 1991, awak telah menggunakan air yang sama dan produk daur ulang semua limbah yang masuk. Setiap tindakan yang dibuat oleh seorang Biospherian memiliki efek langsung pada dunia mini ini, yang secara dramatis menunjukkan pentingnya akuntabilitas individu untuk sistem tertutup yang lebih besar, Bumi, di mana kita hidup. Hanya pada satu-setengah hektar tanah, biospherians tumbuh, panen dan proses makanan mereka-sekaligus mempertahankan tanah yang sangat subur dan hanya menggunakan non polusi metode pengendalian hama. Aplikasi pada sistem serupa Bumi menunjukkan janji untuk mengurangi pencemaran air tanah dari bahan kimia pertanian, produksi makanan bebas pestisida dan lebih efisien produksi pangan. Biosphere 2 adalah struktur dirancang unik dimana teknologi yang digunakan untuk kepentingan ekologi. The Biospherian's mengelola dan mengendalikan semua sistem dari gelombang, pasang, air terjun dan arus hujan, suhu dan kelembaban. Para biospherians sedang melakukan penelitian tentang bagaimana mengembalikan habitat terancam alam, seperti hutan hujan atau terumbu karang. Sedangkan dalam struktur tertutup ini, mereka memperoleh pengetahuan tentang kekuatan-kekuatan yang baik menurunkan atau meningkatkan sistem ekologi dan akan mampu menerapkan informasi ini ke daerah-daerah yang benar-benar terancam di planet kita. Pertukaran Biosphere 2's udara dengan udara bumi, disebut sebagai "tingkat kebocoran," adalah kira-kira 10 persen per tahun-membuat Biosphere 2 struktur yang paling kedap udara dari jenisnya yang pernah dibangun. Ini sangat rendah tingkat kebocoran jauh lebih sedikit daripada sistem tertutup lainnya dilakukan percobaan sebelumnya. Meterai yang ketat memungkinkan deteksi penurunan oksigen yang telah mengakibatkan penelitian yang signifikan tentang siklus oksigen. Biosphere 2 adalah belum pernah terjadi sebelumnya, di-ekologis akan percobaan. Ini adalah tertutup rapat kaca dan struktur baja 3,15 hektar dekat Oracle, Arizona di mana para ilmuwan telah menciptakan tujuh ekosistem yang lengkap atau biomes bahwa cermin orang Bumi. Sistem meliputi samudra, gurun, sebuah sabana, sebuah hutan tropis, rawa, daerah pertanian intensif dan habitat manusia.

Proyek ini dirancang untuk selama 100 tahun terakhir, memberikan data yang berharga untuk penelitian dan pendidikan untuk membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana dunia kita bekerja. Pada tanggal 26 September 1991, delapan peneliti, yang dikenal sebagai "biospherians," menutup airlock besar ini sistem ekologi tertutup - dan Biosphere 2 lahir. Setelah 24 bulan mereka petualangan, pria dan wanita ini akan muncul dari dunia mini mereka pada 26 September 1993. Percobaan akan dilanjutkan dengan tim baru biospherians setelah beberapa bulan masa transisi. Proyek Biosphere 2 adalah laboratorium jenis baru yang menggabungkan negara-of-the-art arsitektur dan mekanis dan sistem pemantauan komputer dengan berbagai ekosistem hidup. Ini adalah proyek percobaan di mana segala sesuatu yang terjadi - baik diharapkan dan tak terduga - berharga memberikan wawasan ke dalam dunia yang kompleks dan berkembang.

Sementara biospherians penelitian lebih lanjut lebih dari 60 proyek, 42 level Ph D. ilmuwan secara resmi menganalisis informasi yang dikumpulkan di dalam Biosphere 2, ketika mereka belajar topik-topik seperti karbon dioksida dan oksigen siklus, komposisi tanah, terumbu karang kesehatan dan vitalitas , manajemen hama pertanian, air limbah dan daur ulang dan banyak lagi.

Setiap dua minggu, biospherians mengirim sampel mereka telah dikumpulkan melalui konsultan airlock ilmiah dan analisis laboratorium untuk belajar. Biospherians: Empat pria dan empat wanita berusia antara 29 dan 69 yang tinggal di dalam Biosphere 2 berasal dari Amerika Serikat, Inggris dan Belgia. Berbagai latar belakang mereka beragam, mulai dari botani, pertanian dan ekologi laut untuk fisiologi, teknik dan komunikasi. Para kru ini disusun sebagai sebuah ekspedisi, dengan co-kapten kru menjabat sebagai pemimpin. Setiap biospherian diberikan tanggung jawab khusus di dalam biosfer, seperti: Mengelola dan melakukan penelitian dalam separte biomes. Mengkoordinasikan biosfer sistem teknis. Menanam dan memanen tanaman. Menyiapkan makanan sehari-hari. Struktur: Meliputi 3,15 hektar, Biosphere 2 adalah sistem ekologi tertutup terbesar di dunia. Terletak dekat Oracle, Arizona, kaca dan struktur spaceframe ukuran tujuh juta kaki kubik volume dan peregangan sampai 85 meter pada titik tertinggi. Struts baja ditutupi dengan menyelesaikan menjamin terhadap korosi dari dalam maupun luar biosfer. Semua udara, air dan siklus nutrisi benar-benar tertutup dan daur ulang dalam sistem ini. Pemantauan iklim, udara, tanah dan air di dalam Biosphere 2 adalah belum pernah terjadi sebelumnya. Lebih dari 1.000 sensor didistribusikan ke seluruh Biosphere mengirimkan informasi ke pemantauan yang canggih dan sistem kontrol yang terletak di-site di Mission Control. Jaringan komputer yang rumit ini memberikan tampilan yang terus-menerus variabel lingkungan dan status teknik kontrol - sementara terus-menerus memperbarui data base permanen Tujuh Ekologis Zona atau Biomes: Sistem ekologi Biosphere 2 meliputi pertanian, habitat manusia, samudra, hutan hujan tropis, sebuah sabana, rawa dan gurun. Setiap berbeda biome dibangun dari awal - dengan hati-hati dipilih tanah, air dan kehidupan tumbuhan dan hewan, yang dikumpulkan dari seluruh dunia menawarkan. Biosphere 2 menopang keanekaragaman hayati yang tinggi dengan sekitar 3.800 spesies hidup di dalam dinding kaca. Points of Interest: Biosphere 2 telah berhasil dipertahankan delapan manusia dan ribuan bentuk kehidupan lain selama 24 bulan. Awak Biosphere 2 telah menetapkan rekor dunia baru untuk hidup di sebuah sistem tertutup dengan melampaui rekor sebelumnya dipegang oleh peneliti Rusia dalam percobaan. Salah satu prestasi yang paling mencolok untuk Biosphere 2 adalah sistem daur ulang yang sangat besar. Selama 24 bulan, Biospherians telah menggunakan air yang sama dan produk daur ulang semua limbah di lingkungan mereka. Setiap tindakan yang dibuat oleh seorang Biospherian memiliki efek langsung pada dunia mini ini, yang secara dramatis menunjukkan pentingnya akuntabilitas individu untuk sistem tertutup yang lebih besar, Bumi, di mana kita hidup. Hanya pada satu-setengah hektar tanah, delapan Biospherians telah tumbuh, dipanen dan diproses makanan mereka selama 24 bulan - sambil mempertahankan tanah yang sangat subur dan hanya menggunakan non polusi metode pengendalian hama. Aplikasi pada sistem serupa Bumi menunjukkan janji untuk mengurangi pencemaran air tanah dari bahan kimia pertanian, produksi makanan bebas pestisida dan lebih efisien produksi pangan.

Biosphere 2 adalah struktur dirancang unik dimana teknologi yang digunakan untuk kepentingan ekologi. Dalam dunia mereka, para biospherians mengelola dan mengontrol setiap sistem dari gelombang, pasang, air terjun dan arus hujan, suhu dan kelembaban. Para biospherians sedang melakukan penelitian tentang bagaimana mengembalikan habitat terancam alam, seperti hutan hujan atau terumbu karang. Sedangkan dalam struktur tertutup ini, para Biospherians adalah memperoleh pengetahuan tentang kekuatan-kekuatan yang baik menurunkan atau meningkatkan sistem ekologi dan akan mampu menerapkan informasi ini ke daerah-daerah yang benar-benar terancam di planet kita. Pertukaran Biosphere 2's udara dengan udara bumi, disebut sebagai "tingkat kebocoran" adalah di bawah 10 persen per tahun - membuat Biosphere 2 struktur yang paling kedap udara dari jenisnya yang pernah dibangun. Ini sangat rendah tingkat kebocoran jauh lebih sedikit daripada sistem tertutup lainnya dilakukan percobaan sebelumnya. Ketika tahap pertama dari Biosphere 2 percobaan selesai pada 26 September 1993, sebuah periode transisi dimulai. Tim konsultan nasional terkemuka, pakar di berbagai bidang, datang untuk belajar Biosphere 2 sebelum fase berikutnya. Transisi ini ditandai dengan tiga bidang utama kegiatan: penelitian, upgrade teknis, dan pelatihan biospherian. Tugas penelitian terdiri dari luas panen jumlah data tentang perilaku yang dihasilkan oleh sistem biospheric dua tahun misi, dan instalasi sistem pengumpulan data baru untuk proyek-proyek selama misi berhasil. Konstruksi awak difokuskan pada peningkatan sistem teknis untuk mencerminkan pengetahuan dan pengalaman yang diperoleh selama dua tahun pertama. Tim biospherian baru menghabiskan lima bulan di pelatihan, belajar untuk mengelola sistem yang kompleks mereka akan beroperasi selama sepuluh setengah bulan. Limbah / air / udara Recycling

Sejak September 26, 1991, Biosphere 2 telah dipertahankan sebagai sistem tertutup. Peneliti, teknisi dan operator masuk dan keluar dari fasilitas melalui ruang airlock selama transisi (26 September 1993-6 Maret 1994) untuk menyelesaikan program riset, membuat perubahan sistem teknis yang diperlukan, dan untuk mengoperasikan Biosphere. Suasana Biosphere 2 tidak ditukar dengan suasana luar.

Biosphere 2 terus untuk mendaur-ulang semua limbah manusia dan hewan. Ini adalah pertama kalinya lengkap daur ulang limbah yang telah dicapai dalam suatu sistem pendukung kehidupan biologis.

Biosphere 2 terus untuk mendaur ulang semua air menggunakan sistem yang canggih dengan lebih dari 20 subsistem. Hal ini mempertahankan keanekaragaman diperlukan kualitas air - dari air asin laut sistem dan rawa-rawa, dengan air hujan dibutuhkan oleh hutan hujan tropis, sabana, padang pasir, dan pertanian - untuk tingkat kemurnian tinggi diperlukan dalam air minum. Bioaccessions penelitian selama transisi Ilmuwan dilakukan tim survei untuk menemukan, membubuhkan nomor permanen tag, peta, dan mengukur untuk studi biomassa, semua tanaman abadi di padang gurun dan Intensif menyalahkan Pertanian Biome (IAB).

Tanaman dimasukkan ke dalam Biosphere 2 sebelum misi pertama yang dicatat sebagai hidup, mati, atau tidak ditemukan dan anggota baru ditandai dan dipetakan juga.

Beberapa tanaman sampel dan menimbang untuk menghasilkan persamaan untuk estimasi biomas.

Voucher spesimen telah dan sedang dikumpulkan untuk memberikan catatan lengkap Biosphere 2 tanaman. The herbarium yang disimpan di Biospheric Pusat Penelitian dan Pengembangan.

Semua data, seperti biomassa pengukuran dan catatan lapangan, dimasukkan ke dalam database bioaccessions.

Set kedua ulangi foto telah diambil untuk mendokumentasikan perubahan komunitas ekologi sejak awal penutupan percobaan.

Dari kegiatan transisi ini, SBV akan melihat keberhasilan reproduksi, kematian, dan produktivitas. Data tersebut akan dianalisis untuk melihat bagaimana populasi tanaman asli ditempatkan di dalam Biosphere 2 disesuaikan dengan kondisi yang unik dalam sistem tertutup ini dan bagaimana berbagai eko-masyarakat telah berubah. Tanah Lebih dari 300 contoh tanah baru dari berbagai kedalaman tanah dikumpulkan untuk penyimpanan arsip. Ini, bila dibandingkan dengan sampel yang asli, memberikan informasi tentang tanah tiga tahun perubahan dalam tanah lebih dari 30 berbeda awalnya ditempatkan di dalam sistem, dan akan dianalisis dengan menggunakan serangkaian tes kimia dan fisik tanah untuk melacak perubahan sejak instalasi dalam Biosphere 2 .

Perwakilan core dari bahan tanah untuk analisis kerapatan akar dikumpulkan untuk memperkirakan peningkatan biomassa bawah tanah. Ini akan dibandingkan dengan core akar diambil dalam tahun sebelum penutupan. Setengah meter persegi menguji lubang-lubang yang digali di hutan hujan dataran rendah dan jahe sabuk untuk mengukur perkembangan akar, selapis demi selapis, di dalam tanah cakrawala.

Ada sampling dari luas tanah dari JAB, untuk memonitor perkembangan tanah ini. Interaksi antara air irigasi dan kimia tanah akan dimonitor untuk lebih memahami proses-proses tanah ini.

Tanah belantara telah diteliti dengan cermat untuk bukti diferensiasi dan pematangan tanah. Sebagai contoh, caliche (sebuah lapisan kedap kalsium karbonat) telah mulai terbentuk di beberapa tanah gurun, dan berwarna gelap organik dan tanah liat yang kaya lapisan permukaan menjadi terlihat di tanah tertentu. Manajemen hama terpadu Semua serangga di IAB yang disurvei oleh Dr James Litsinger, Konsultan Sistem Pertanian.

Predator bagi tungau dan bertepung bug, kecoak dan pillbugs diperkenalkan.

Sebuah survei yang lengkap dari populasi nematoda dilakukan oleh Dr Michael A. McClure, Profesor Patologi Tanaman di University of Arizona. Hasilnya akan digunakan untuk memandu perawatan lebih lanjut dari nematoda.

Beberapa karya eksperimental dilakukan dengan Dr Michael E. Stanghellini, Profesor of Plant

Pathology, University of Arizona, tentang perlakuan terhadap jamur pithium menggunakan bakteri menguntungkan. Pertanian 40 tokek dan 50 kodok diperkenalkan untuk membantu mengelola populasi kecoa di JAB.

Beberapa jenis tanaman baru diperkenalkan untuk pengujian dalam sistem atas saran Dr Richard Harwood, Ketua Pertanian Berkelanjutan, Ilmu Tanah Tanaman & Department, Michigan State University. Ini termasuk toleran naungan-varietas beras dari negara-negara tropis monsoonal; naungan-toleran, tepung akar tanaman seperti ubi dan talas; varietas padi baru seperti bertangkai pendek barley dan millet dan semangat tinggi sorgum varietas.

Penanaman daerah di bawah IAB ditingkatkan dalam ukuran dan pemilik perkebunan yang ditingkatkan.

Pencahayaan tambahan, dengan menggunakan tekanan tinggi natrium lampu, ditambahkan ke daerah pertanian untuk membantu mempertahankan produksi tanaman selama periode cahaya rendah.

Perubahan pada tata letak penanaman dilakukan untuk memaksimalkan efisiensi penggunaan cahaya yang masuk.

Kambing dan ayam terbukti menjadi kandidat baik untuk Biosphere 2 pertanian dan akan terus sebagai bagian dari sistem pertanian. Rainforest Hutan hujan lebih dari dua kali lipat dalam ukuran - beberapa pohon meningkat lebih dari 400 persen dalam biomassa sejak awal penanaman pada tahun 1990.

Strategi hutan hujan gingerbelt tebal dan cepat tumbuh pohon untuk melindungi tanaman hutan sensitif telah bekerja. Pertumbuhan begitu cepat (dengan beberapa tiga lusin pohon kaki 45-50 setelah dua tahun penutupan) bahwa kita sekarang dalam tahap kedua dari suksesi yang direncanakan. Tiga puluh dari pohon yang tumbuh paling cepat (leuceana) ditebang secara hati-hati selama transisi untuk memungkinkan lebih banyak cahaya untuk dewasa spesies hutan hujan. Dengan saran dari Dr Michael Balick, Direktur Botani Ekonomi di New York Botanical Garden dan Dr Ghillean berjingkrak, Direktur Kew Gardens, hutan hujan diperkaya dengan tanaman penghasil makanan. Spesies termasuk pisang, buah-buahan tropis, dan pati.

Sebuah resurvey teliti Biosphere 2 ini dilakukan oleh tim peneliti: semua tanaman yang disurvei awalnya (sekitar 7.800) adalah remeasured. Tanaman baru ditandai. Analisis data ini (sekarang yang dimasukan dalam database komputer) akan dokumen secara rinci bagaimana berbagai menyalahkan berubah ketika mereka tumbuh - data yang tak ternilai untuk memahami dinamika ekosistem dasar dan restorasi ekologi.

Dengan tanaman baru yang didirikan oleh alam transisi reproduksi dan tambahan penanaman, tag survei kami sekarang berjumlah 11.000 orang.

Samudra Semua karang keras dan lunak yang dipetakan di bawah arahan Dr Phil Dustan, Departemen Biologi, College of Charleston dan Dr Judy Lang, terumbu karang biologi, Texas Memorial Museum, selama masa transisi. Ada 814 koloni karang keras. dan 173 karang lembut.

Karang telah direproduksi selama dua tahun dan 87 bayi koloni karang teridentifikasi.

Individu yang mewakili 34 spesies invertebrata dan vertebrata diperkenalkan sistem laut bersama dengan suntikan plankton, zooplankton dan ganggang. Sepuluh dari spesies ini baru ke laut dan ditambahkan untuk meningkatkan keragaman ekologis. Rawa Sebuah studi membandingkan perintis dinamika ekologis spesies mangrove di rawa Everglades dan Biosphere 2 rawa sekarang sedang berlangsung sebagai bagian dari Ph.D. Matius G. program Finn, seorang mahasiswa doktor di Georgetown University. Disertasi mencakup studi dan dekomposisi sampah daun bunga, analisis kimia air, parameter lingkungan, analisis spektral cahaya, dan spesies pertumbuhan, distribusi dan keanekaragaman. (Finn akan mengkoordinasikan pelaksanaan proyek-proyek penelitian dalam sistem selama Misi 2.)

Bakau hitam, tiram teluk dan pulau renda merah mempertahankan ekosistem bakau bakau murni karakter dan peningkatan biomas oleh sekitar 300 persen. The resurvey menemukan angka kematian mangrove sangat rendah (kurang dari 5 persen). Kematian hampir seluruhnya terbatas untuk tanaman yang sangat kecil mungkin berbayang. Ikan (striped mullet, killifish, pipefish, blenny) siput (kopi, littorine, melanin), (mangrove, pemain biola, porselin, lumpur) dan tiram diperkenalkan.

Jenis kayu yang baru (seperti kolam apel, mahoni, pinus slash, lilin melati, holly, pohon prinsip asasi, kubis sawit, myrsine, botak dan Montezuma cypress cypress, bakau merah dan putih, garam semak, lilin melati, Buttonwood dan menebang hitam) yang ditambahkan ke tiga lainnya ekosistem rawa garam dan air tawar.

Beberapa tenggelam dan mengambang vegetasi dan spesies ikan (emas-spotted atas ikan, ikan bendera Florida, setidaknya killifish) ditambahkan ke kolam rawa segar. Desert / Savannah Dua tahun penutupan melihat hirarki dominasi muncul di padang pasir dan Savannah vegetasi di antara tanaman yang telah diperkenalkan dalam sistem dalam jumlah yang sama cukup. Proses alami ini mencerminkan adaptasi tanaman yang berbeda-beda. Sensus biome padang gurun telah memberikan pemahaman yang jauh lebih baik karakteristik yang membuat suatu spesies sukses dalam ekosistem sintetis.

Beberapa jenis kayu diasumsikan berbagai bentuk dari bentuk-bentuk khas mereka di lingkungan luar. Dalam kebanyakan kasus, hal ini tampaknya disebabkan oleh pertumbuhan kuat di cahaya berkurang, dengan tidak adanya angin yang kuat.

Yang awalnya membayangkan daerah gurun menjadi lebih didominasi oleh semak besar dan kecil, Annuals dan rumput. Berlimpah musim dingin musim panas kelembaban dan kekeringan ringan cenderung menyukai tanaman ini lebih dari yang biasanya ditemukan di padang pasir pantai ekosistem terbuka semak belukar. Kesalahan akan diizinkan untuk mengembangkan dengan cara ini. Sistem telah diperkaya dengan spesies lebih kayu dan semak-semak untuk memperluas keanekaragaman hayati. Tanaman gurun sejati bertahan di beberapa daerah lebih kering dari biome.

Curah hujan musim dingin akan ditingkatkan untuk membantu transformasi ini, membuat daerah yang mirip dengan "Mediterania daerah hutan," Australia "Mallee," atau California "chaparral." Selain itu, berbagai jenis Mediterania-pohon ditanam di daerah gundukan pasir padang pasir.

Pengawasan rambat, yang menikmatkan dalam Biosphere 2 kondisi, adalah tugas biospherians bekerja dalam bidang analog belantara: morning glory (Ipomea spp.) Di hutan hujan, gairah anggur (Passiflora edulis) di Savannah dan hutan hujan, dan Queen's karangan bunga (Antigonon leptopus ) dan beberapa orang lain di atas thornscrub. Morning glory dieliminasi dari hutan hujan dan gairah pohon anggur dari atas Savannah. Hal ini memungkinkan sistem ini lebih banyak cahaya masuk dan pengembangan understory yang lebih kaya.

Tanaman dengan stolons - pelari yang kembali akar sebagai kontak mereka tanah - juga melakukan dengan sangat baik. Ini termasuk beberapa rumput Brachiaria di Savannah dan Atriplex (saltbush) spesies di padang gurun.

Sejak Biosphere 2 memiliki ruang yang terbatas dan sumber daya, semangat oleh satu spesies mengancam kematian beberapa orang lain. Kru harus, kadang-kadang, bertindak sebagai "batu kunci predator" untuk mempertahankan keanekaragaman hayati maksimum.

Atas dan bawah savana berkembang pesat dengan banyak pohon akasia Afrika tumbuh lebih dari 20 kaki sejak tanam. Gairah penghapusan pokok anggur telah memungkinkan pengayaan Savannah atas dengan lebih banyak jenis pohon dan semak spesies: buah-bantalan jenis seperti asam, jambu biji, Lychee dan macadamia nut, dan pohon Cola dari Afrika (yang mengandung kafein-kaya kacang), dan perluasan understory rumput. Entomologi Selama masa transisi, para tim entomologi di bawah arahan Dr Scott Miller, Uskup Museum of Hawaii, dan Dr Jim Litsinger, mengamati padang gurun dan menyalahkan pertanian bagi serangga dan invertebrata lain.

Sekitar sepertiga dari spesies serangga diperkenalkan sebelum sampai 1991 selamat. Pertumbuhan penduduk riang semut tampaknya menjadi penyebab langsung penurunan populasi spesies serangga lain. Fenomena ini serupa dengan apa yang telah diamati di pulau-pulau samudra. Serangga spesies yang tidak baik adalah mereka yang memiliki tahap juvenil dilindungi dari memangsa semut.

Serangga diwakili terbaik perintah adalah Orthoptera (kecoak, jangkrik, katydids); Homoptera

(leafhoppers, planthoppers, kutu daun, timbangan, mealybugs); Diptera (lalat), dan Hymenoptera (semut).

Pollinator spesies, terutama lebah madu, sedang memperkenalkan kembali ke dalam Biosphere 2.

Sebuah studi khusus semut, Paratrechina longicornis, telah dirintis oleh Dr Diana E. Wheeler, Associate Professor of Entomology, University of Arizona, untuk mempelajari perilaku serangga ini yang telah didistribusikan sendiri seluruh Biosphere. Rekayasa Dari jejak gas pengukuran atmosfer dari Mei 1992 sampai Agustus 1993, tingkat kebocoran rata-rata sekitar 11 persen per tahun. Rekor dunia ini tingkat kebocoran rendah untuk sebuah sistem ekologi tertutup besar (30 kali lebih rendah daripada Shuffle Space kebocoran) telah memungkinkan pengamatan baru seperti penurunan oksigen lambat, tajam diurnal dan karbon dioksida siklus musiman, dan perilaku berbagai jejak gas di berbagai , berfungsi sistem ekologi. Periode transisi telah diberikan kesempatan untuk menemukan dan memperbaiki beberapa menit kebocoran yang terdeteksi selama dua tahun penutupan. Ini adalah program berkelanjutan yang akan terus di masa depan untuk mengurangi tingkat kebocoran lebih jauh.

Sebuah beton sealer sedang diterapkan untuk beton ruang bawah tanah yang terbuka untuk memblokir penyerapan CO2. Upgrade Teknis Perubahan dalam sistem teknis, yang dirancang berdasarkan dua tahun memeras misi, dilakukan selama transisi untuk meningkatkan kinerja dari kedua mekanik dan sistem komputer. Perubahan-perubahan ini termasuk instalasi dari 20 laut SKIMMERS, 200 lampu di JAB, dan sistem pengendali komputer baru untuk secara otomatis mengelola semua parameter lingkungan.

Desain asli samudra scrubber, sebuah sistem berbasis ganggang untuk menghilangkan nutrisi terakumulasi di laut melalui proses alam, terbukti tidak efisien selama dua tahun pertama. Scrubber ini digantikan dengan 20 SKIMMERS yang menghapus gizi melalui aerasi dan busa-proses penghapusan. SKIMMERS ini telah dihasilkan perbaikan kualitas air laut, terumbu karang penting bagi kesehatan.

Penambahan pencahayaan buatan dalam IAB akan meningkatkan produksi tanaman secara signifikan selama musim dingin. Dua musim dingin berawan belum pernah terjadi sebelumnya selama dua tahun, 1991 dan 1992, mengurangi produksi tanaman di bawah ekspektasi. Pencahayaan ekstra ini akan membantu menjamin produksi pangan yang memadai.

Lingkungan sistem kontrol komputer cukup dilakukan selama dua tahun penutupan, menjaga iklim yang diperlukan dalam berbagai biomes. Namun, sistem ini telah dirancang ulang untuk mengurangi biaya energi dan memungkinkan sistem kontrol harus dikelola dari luar maupun di dalam Biosphere 2 sistem. Biospherian Operasi Selama empat bulan terakhir, awak baru telah pelatihan di dalam Biosphere. Mereka sekarang menjalani periode pelatihan terakhir mereka yang terdiri dari serangkaian tes satu minggu penutupan

periode di mana mereka tinggal di dalam Biosphere dan beroperasi seolah-olah di bawah kondisi penutupan.

Meskipun sistem operasi dan awak alokasi waktu akan sangat mirip dengan periode dua tahun pertama, pengoperasian aktual diproyeksikan untuk mengambil lebih sedikit waktu karena perbaikan teknis, memberikan lebih banyak waktu untuk pengumpulan data dan riset lainnya yang berhubungan dengan tugas-tugas. Biogeochemical Studi Oksigen studi Pengamatan atmosfer utama dari dua tahun penutupan adalah penurunan oksigen. Ini definitif dilacak ke dua langkah proses hilangnya oksigen untuk bahan organik tanah menghasilkan CO2, ditambah CO2 yang ditangkap oleh struktur beton untuk membentuk kalsium karbonat. Pengukuran rasio isotop carbon-12/carbon-13 di beberapa bagian dari sistem adalah kunci untuk membenarkan evaluasi ini. Keberhasilan penyelidikan ini menunjukkan kekuatan sistem tertutup sebagai alat untuk menelusuri jalur materi dalam studi ekologi.

Studi baru Diskusi dan sedang dilakukan studi pendahuluan yang dapat membantu kami lebih memahami sumber dan tenggelam dari jejak gas yang ditemukan di atmosfir bumi. Karena kaca Biosphere 2 atap tidak mengakui radiasi ultraviolet, yang dalam stratosfir Bumi dampak banyak jejak gas, fasilitas tertutup memberikan kesempatan untuk mengisolasi sumber-sumber biologis dan tenggelam seperti gas metana dan nitrous oksida dalam ketiadaan reaksi lain tersebut. Karena kadar CO2 yang lebih tinggi, Biosphere 2 dapat memberikan bukti yang bisa mengkonfirmasi atau menolak hipotesis yang telah dikemukakan mengenai perubahan isotop tanaman tumbuh di CO2 yang lebih tinggi. Sedang dilakukan studi yang menggunakan Biosphere 2 kondisi sebagai alat dalam memahami periode geologi masa lalu ketika CO2 dianggap berada di tingkat yang lebih tinggi. Proyek penelitian baru dimulai Atmosfer penelitian Profesor Reinhardt A. Rasmussen, Oregon Graduate Institute of Science and Technology, Beaverton, Oregon, seorang ahli terkenal di seluruh dunia dalam mengukur jejak gas di atmosfer bumi, telah memulai studi intensif dari kedua technogenic gas (yang dihasilkan oleh sistem teknis) dan gas biogenik ( dihasilkan oleh sistem kehidupan) di atmosfer Biosphere 2. Sistem tertutup memungkinkan Dr Rasmussen untuk mempelajari dinamika gas biogenik dari tanaman dan tanah dengan cara yang unik, tidak mungkin dalam pengaturan lainnya. Dia telah mengidentifikasi sekitar 100 jejak utama yang berbeda dan gas, terutama biogenik, dalam Biosphere 2 atmosfer. Minat khusus adalah gas rumah kaca metan, nitrous oxide, dan karbon dioksida. Gas-gas ini sangat penting untuk memahami karena, sebagai hasil dari penumpukan di atmosfer bumi, mereka memainkan peran dalam peringatan global. Modeling Profesor Howard T. Odum, Department of Environmental Engineering Sciences, University of Florida, Gainesville, saat ini memiliki mahasiswa pascasarjana bekerja pada model karbon biospheric bersepeda dan energetika dalam Biosphere 2. Dia akan menambahkan mahasiswa baru pada tahun 1994 yang fokus akan pada keseluruhan metabolisme global Biosphere 2. Studi ini akan menggunakan catatan

harian dan musiman oksigen, karbon dioksida, kelembaban, hujan, dan cahaya data dari Biosphere 2 database untuk menghitung sistem keseluruhan metabolisme. Ini mencakup penentuan efisiensi fotosintesis tanaman, dan hubungan antara pernapasan dan kehilangan air pada tumbuhan bersama dengan pengukuran cahaya yang canggih tercermin dari daun tanaman. Pengukuran pantulan cahaya ini akan membantu memperoleh pemahaman tentang anggaran air dari Biosphere dalam kaitannya dengan metabolisme secara keseluruhan. Kedokteran Dr Roy Verdery dari Arizona Center on Aging, Departemen Geriartrik, Universitas Arizona akan melaksanakan analisis canggih lipid darah pada biospherians baru sebelum, selama dan sesudah Misi 2. Ada minat medis besar dalam studi ini dengan membandingkan perilaku lipid lain-Pembatasan kalori eksperimen. Dari sudut pandang ilmu tumbuh biospherics, ada kemungkinan menarik bahwa penelitian sistem tertutup memberi kita alat-alat baru untuk menyelidiki apakah fisiologis dan / atau stres psikologis akan menghasilkan efek dikenali pada pola lipid diamati. Selain itu, pola-pola ini memungkinkan kita untuk menandai batasan diet sehat dan memberikan sinyal tambahan untuk terjadinya malnutrisi. Video studi Overhead kamera video telah diinstal di padang gurun untuk menggunakan perumpamaan selang waktu untuk memantau perubahan di atas tanah tanaman gurun. Dua kamera video telah terinstal di atas lautan untuk memantau perubahan kejernihan air dan struktur masyarakat menggunakan selang waktu pencitraan. Kamera video bawah air telah diinstal di laut untuk memonitor perilaku ikan karang dan invertebrata. Penelitian Tanah Sebuah penelitian baru inisiatif bekerja sama dengan Dr Alvin Smucker dari Michigan State University menggunakan "rhizotrons mini" yang menggunakan kamera video kecil akan memungkinkan kita untuk memantau pertumbuhan akar dan persaingan. Sepuluh tabung bawah tanah sedang diinstal sebagai percobaan pertama dalam gundukan pasir di gurun menyalahkan di mana secara real-time monitoring akan terjadi dan gambar secara langsung bersaing sistem akar pohon gurun, semak-semak dan rerumputan. Ini adalah minat khusus karena peningkatan CO2. Salah satu keprihatinan tentang meningkatnya CO2 di lingkungan bumi adalah bagaimana mungkin perubahan ekosistem oleh pertumbuhan menyukai tanaman kayu di atas rumput, misalnya. Kita akan melihat apakah hal ini benar dalam Biosphere 2 menggunakan kamera rhizotron revolusioner. Tanah stasiun Empat stasiun tanah dibangun di padang gurun biomes. Stasiun-stasiun ini secara hati-hati dirancang untuk memonitor kadar air tanah, komposisi gas, dan gradien suhu di seluruh tanah kolom. Ini akan memungkinkan kami untuk melacak lebih dekat proses dan kondisi tanah. 6 Maret 1994 Mission 2 Percobaan Dimulai pada 6 Maret 1994, Ruang Usaha akan meluncurkan biosphere Biosphere 2 sebagai laboratorium pertama untuk studi biospheric dan ekologi ilmu pengetahuan dan pengembangan teknologi lingkungan. Prosedur operasi baru akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengunjungi pergi ke Biosphere 2 untuk melakukan penelitian atas proyek-proyek tertentu dengan cara yang tidak mungkin dilakukan sebelumnya. Ini adalah hasil dari pengetahuan yang diperoleh dari dua tahun pertama yang sukses "pelayaran percobaan", dan perbaikan teknis dilaksanakan selama lima bulan

periode transisi. Maret 6 dimulai fase baru di mana Biosphere 2 diluncurkan dalam misi 100 tahun. Baseline operasi akan dikelola oleh sebuah rotasi kru teknis dan penduduk yang akan memungkinkan berbagai mengunjungi para ilmuwan, manajer, tenaga teknis dan lingkungan untuk memanfaatkan fasilitas Biosphere 2 durasi jangka pendek. Selama 120 hari pertama, para kru penduduk akan mencakup Norberto Alvarez-Romo, Wakil penduduk Misi Control, dan Direktur Sistem Cybernetic sebagai Biosphere 2 pertama mengunjungi manajer. Pada bulan ketiga dan keenam interval, seorang dokter akan melakukan sebuah "rumah panggilan" pemeriksaan kunjungi di semua orang dalam. Setelah tinggal awal Alvarez-Romo, ilmiah lainnya, teknis atau lingkungan maka pengunjung akan memenuhi syarat untuk memasukkan Biosphere 2 untuk periode yang akan berbeda-beda di durasi. Alvarez-Romo akan menetapkan dan melaksanakan protokol untuk Biosphere 2 laboratorium. Ia juga akan fokus pada peningkatan sistem yang diperlukan untuk suatu "masyarakat tanpa kertas" (misalnya perangkat keras komputer, perangkat lunak, dan sistem komunikasi). Sebagai pertama "mengunjungi peserta," ia akan bekerja dengan staf Misi Control untuk bekerja detail untuk jangka pendek peserta. Tidak seperti dua-tahun awal, ada tidak selalu menjadi dokter penduduk di dalam Biosphere 2. Residen kru pemantauan dan pemeliharaan kesehatan sedang diawasi oleh Harvey Meislin, MD, Profesor dan Kepala Bagian Emergency Medicine, University of Arizona Health Sciences Center dan stafnya. Awak penduduk meliputi EMT (Emergency Medical Technician) yang memonitor tanda-tanda vital kru mingguan. Dr Meislin akan masuk ke dalam Biosphere 2 pada interval tiga bulan untuk melakukan pemeriksaan medis.