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Acht Biospherians betreten 1991 eine luftdicht verschlossene Anlage, die das Ökosystem Erde abbildet, und leben zwei Jahre darin. Rückblick auf ein Experiment.

Vor 30 Jahren durchschritten vier Frauen und vier Männer in schicken blauen Uniformen, die an Astronauten erinnerten, eine Druckluftschleuse. Nachrichtensender aus aller Welt verfolgten die Prozedur, mit der die Truppe am 26. September 1991 Teil der Biosphere 2 wurde. Während wir auf der Erde in der Biosphere 1 weiterlebten, ackerten und rackerten die Bewohner der Biosphere 2 als Biospherians genau 2 Jahre und 20 Minuten lang in einem luftdicht verschlossenen Bau, der für 200 Millionen Dollar errichtet wurde.

"Missing Link"

Was fehlt: In der rapiden Technikwelt häufig die Zeit, die vielen News und Hintergründe neu zu sortieren. Am Wochenende wollen wir sie uns nehmen, die Seitenwege abseits des Aktuellen verfolgen, andere Blickwinkel probieren und Zwischentöne hörbar machen.

• Mehr zum Feuilleton "Missing Link" [1]

Der Bau beherbergte fünf irdische Ökosysteme von der Wüste bis zum Dschungel. In diesen lebend und arbeitend sollten die Menschen erkunden, wie das Leben in einem vollkommen autarken Kreislaufsystem funktionieren kann, dem nur zwei Arten von Energie zugeführt wurden, nämlich Licht und Elektrizität. Der Multimillionär Edward Bass, der das Projekt finanziert hatte, verabschiedete die Truppe: "Gute Reise und fliegt euer Raumschiff ordentlich, damit die Menschen in Zukunft das Raumschiff Erde besser steuern!"

Untersuchung des Ökosystems der Erde

Nach zehnjähriger Planung und sechsjähriger Bauzeit ging das "Raumschiff" Biosphere 2 in der Wüste Arizonas unter enormem Interesse der Medien auf seine Reise. Auf der Größe von zwei Fußballfeldern beziehungsweise 13.000 Quadratmetern erstreckte sich eine Glas-Konstruktion mit Lichtterrassen, die an die Bauten der Mayas erinnerte, durchsetzt mit Kuppel-Gebäuden, die die geodätischen Dome von Buckminster Fuller zitierten. In einem Turm war eine Bibliothek mit tausenden von Büchern über die simulierten Ökosysteme, mithin der einzige Raum, in dem sich die Menschen zurückziehen konnten.

Rechts und links vom Gebäudekomplex gab es zwei riesige geodätische Kissen. Dies waren die Lungen, die das Leben in den Gebäuden mit Sauerstoff versorgen sollten. Die "Biome" Wüste, Savanne, Ozean, Marsch oder Dschungel, die in der Anlage nachgebaut waren, benötigten Luft. 3800 sorgfältig ausgewählte Pflanzen- und Tierarten bevölkerten die Biosphere 2, wobei ein Drittel der Fläche eine ganz normale Landwirtschaft enthielt: Die Biospherians mussten ihre Nahrung anbauen und züchten, ernten und verarbeiten. Zum Start des Projektes fabrizierten Funk und Presse schöne Geschichten, dass hier das Leben auf dem Mars getestet werde.

Dabei ging es den acht Teilnehmern viel mehr darum, unterschiedliche Ökosysteme der Erde zu untersuchen. Sie selbst nannten sich Biosphärianer, die nach zwei Jahren in der Biosphere 2 in die Biosphere 1 zurückkehrten und dort an ökologischen Projekten weiterarbeiteten: "In Biosphere 2 kämpften wir zwei Jahre lang gegen den ständig steigenden CO₂-Anteil, in Biopshere 1 sind alle Menschen Teil des gewaltigen Experimentes der Erde, den CO₂-Ausstoß zu verringern", so die Teilnehmerin Abigail "Gaie" Alling im Jahre 2020.

Anthropozän

Der Millionärssohn Edward Bass, der das Projekt finanzierte und die angenommenen Unterhaltungskosten von 10 Millionen Dollar pro Jahr vorstreckte, war in seiner Jugend mit Ideen der Gegenkultur aufgewachsen und hatte Projekte wie das der Instant Citys [3] finanziert. Zeitweilig lebte Bass auf der Synergia Ranch [4] von John Polke Allen, der später der geistige Vater von Biosphere 2 werden sollte. Allen erfand dort das "Theatre of All Possibilities", später umbenannt zum Institute of Ecotechnics [5], wo Allen als Direktor fungierte. Er ließ das Forschungsschiff Heraclitus [6] bauen, das seitdem die Weltmeere bereist. Allen war mit Buckminster Fuller befreundet und hatte 1969 an Fullers Operating Manual for Spaceship Earth [7] mitgearbeitet.

Noch mehr aber war Allen vom Russen Wladimir Wernadski beeinflusst, der als "Darwin der Erdgeschichte" die Geologie, Geochemie und Radiogeologie prägte. Um 1931 erkannte Wernadski, dass die Menschheit mehr Erdmassen bewegt als die Erde selbst mit ihren natürlichen geologisch-physikalischen Prozessen als Biosphäre. Dafür prägte er den Begriff der Noosphäre, der später in anderen Kontexten eine Rolle spielte. Inzwischen hat sich eine andere Denkweise entwickelt und man spricht vom Anthropozän als einer Periode [8], in der der Mensch der Erde seinen Stempel aufdrückt. Allen verfasste eine wissenschaftliche Beschreibung des Biosphere-Projektes (PDF-Datei) [9].

Für die Biospherians entpuppte sich das Leben in der Biosphere 2 zunächst einmal als harter Kampf um das Überleben, wie es die Biospherians Abigail Alling und Mark Nelson in ihrem Biosphere-Tagebuch "Life under Glass" berichteten. Als vollkommen autarkes System mussten Luft und Wasser in einem Kreislauf zirkulieren, nur die Sonnenenergie und die Elektrizität wurden von außen hinzugeführt. Das bedeutete unter anderem der Verzicht auf Papier in jeder Form, vom Toilettenpapier über Tampons bis zum papierlosen Büro. Von morgens sechs Uhr bis zum Abendessen um 19 Uhr wurde gearbeitet, entweder in den Biomen, auf den 18 landwirtschaftlichen Feldern oder unten in der Technosphere, wo die Leitungen lagen und Pumpen die irdische Zirkulation von Wasser/Regen und Luft nachbildeten.

Weltraumtauglichkeit des Projektes

80 verschiedene Pflanzensorten hatte man zu ihrer Ernährung ausgewählt, doch nicht alle gediehen wie geplant. Besonders problematisch war der Anbau von Weizen und Kartoffeln. Es gab Missernten, eingeschleppte Schädlinge vernichteten Sojabohnen und Kartoffeln. 40 Kilogramm Futter mussten täglich an die Schweine, Hühner und Ziegen verfüttert werden, damit wenigstens ab und an Milch und Eier oder Fleisch die karge Nahrung aufbesserten. Die Biospherians waren praktisch immer hungrig. Darunter litt die eigentliche Forschungsarbeit in den Labors. Vor dem Eintritt in die Biosphere 2 waren rund 60 Forschungsvorhaben angemeldet worden, von denen nur ein Bruchteil durchgeführt werden konnte.

In einer der wenigen wissenschaftlichen Auswertungen über Biosphere 2 präsentierten die Biologen Joel Cohen und David Tilman [10] im Jahre 1996 ein ziemlich negatives Bild. Ihre Analyse der damals noch existierenden Daten ergab, dass alle bestäubenden Insekten binnen kürzester Zeit ausstarben. Von 25 Wirbeltieren blieben am Ende 19 übrig. Die dominanten Bewohner waren neben den Kakerlaken eine aggressive Ameisenart, die zahlreiche Pflanzen vernichtete. Als gesicherte Erkenntnis fanden die beiden Forscher, wie aus einer Wüste eine Steppe werden konnte und wie das Korallenriff in dem Ozean-Biom [11] unter dem Einfluss sehr hoher Kohlendioxid-Werte überleben kann, sofern es von Algen freigehalten wird (das war der Putzarbeit der Biospherians geschuldet). Ihr wissenschaftliches Fazit: die angelegten Biome waren zu klein, um eine wirklich funktionierende Erde nachzubilden, die Auswahl der Pflanzen war falsch bzw. erfolgte nicht nach wissenschaftlich gesicherten Erkenntnissen. In Bezug auf die vermeintliche, von den Medien herbei geschriebene Weltraumtauglichkeit des Projektes im Sinne eines Überlebens auf dem Mars verwiesen die Forscher auf das (viel kleiner dimensionierte) sowjetrussische Projekt BIOS-3 [12].

Technik und Kommunikation

11.000 Sensoren überwachten das Leben in der Biosphere 2 und übertrugen sie in den Computerraum der Biosphere 2 sowie in das externe Kontrollzentrum. Die wichtigsten waren in einer Plexiglas-Box mit LAN-Aschluss untergebracht, die R2D2 genannt wurde. Sie ermittelte die CO₂-Emissionen der Erde und der Luft in den einzelnen Biomen. Während der Arbeit auf den Feldern oder in den Biomen waren die Biosphärianer ständig mit Funkgeräten untereinander verbunden und konnten so zur Zwischenmahlzeit gerufen werden oder selbst einen Unfall melden. Im Computerraum hatte jeder seinen eigenen Computer mit Internetverbindung, außerdem gab es Telefone und ein Video-Konferenzsystem von PictureTel.

Die allgemeine Kommunikation nach außen wurde von der Biologin und Botanikerin Linda Leigh geleistet. Sie unterhielt in der WELL [13] ein Diskussionsforum für alle Fragen über die Biosphere und organisierte virtuelle Führungen für Schulklassen, die sich mit ökologischen Fragen beschäftigten. Für die Justierung der Messinstrumente und alle technischen Reparaturen war der Belgier Mark "Laser" van Thillo als jüngster Teilnehmer zuständig, zuvor Chefingenieur des Forschungsschiffes Heraclitus. Aus Ersatzteilen konstruierte er neuartige Pumpen für das Brackwasser der Marsch, die heute in Projekten der Wastewater Gardens [14] eingesetzt werden

Fehler und die Auswirkungen

Als größtes Problem der Biosphere 2 entpuppte sich der hohe Kohlendioxidgehalt der Luft, begleitet vom entsprechend niedrigen Sauerstoffgehalt. Nach einem Jahr war der Sauerstoffgehalt von 21 Prozent auf 14,5 Prozent abgesackt, was ungefähr dem Aufenthalt in der dünnen Höhenluft auf einem 5000er-Gipfel entspricht. Der deutsche Biosphere-Techniker schilderte die Situation in Telepolis [15] so: "Die Ernährung war kalorienarm (2500 Kalorien am Tag), der Kohlendioxidgehalt höher, der Sauerstoffgehalt niedriger. Das wirkte sich natürlich auf den Körper aus. Man fühlte sich viel müder, alles fiel schwerer. Das hatte sich natürlich auch auf das Verhalten ausgewirkt." Was war passiert?

Zunächst einmal hatte man in den Berechnungen der Luftbedingungen die Mikroorganismen vergessen, die das organische Material für den Humus zersetzen und Sauerstoff verbrauchen. Später fanden Wissenschaftler heraus, dass der in der Biosphere 2 verbaute Beton einen großen Anteil an der schlechten Atmosphäre hatte. Nach langem Hin und Her entschloss man sich im Januar 1993, mit der Autarkie-Regel zu brechen und pumpte reinen Sauerstoff in die Anlage.

Streit, Kündigungen und Aufgabe

Zu diesem Zeitpunkt hatten sich die Biospherians zerstritten und in zwei Lager mit jeweils vier Teilnehmern aufgeteilt. Die einen wollten Biosphere 2 mit allen verfügbaren Mitteln optimieren und lehnten jegliche Hilfe von außen ab. Die anderen wollten solche Hilfen akzeptieren, dafür aber mehr Zeit für die weitere Entwicklung der Biosphere 2 haben. Der Streit innerhalb der Anlage eskalierte auch nach draußen in die Biosphere 1.

John Polke Allen stieg als Gesamtleiter des Projektes aus und faxte seine Kündigung [16] von Tokio aus zum Finanzier Edward Bass. Missionsleiter Norberto Alvarez-Romo verließ die Anlage, um seine kranke Frau zu besuchen. Für ihn ging der technische Leiter Bernd Zabel in die Biosphere, in der Annahme, nach wenigen Tagen wieder abgelöst zu werden. Er musste bis zum Ende des Experimentes bleiben. Anders wurde dies nur bei Jane Poynter gehandhabt. Sie schnitt sich bei der Weizenernte eine Fingerkuppe ab und musste in einem Hospital behandelt werden. Heimlich kehrte sie mit Unmengen von Geräten und Computerersatzteilen bepackt in die Anlage zurück.

Die Menschen stinken

Von Jane Poynter, die nach dem Aufenthalt in der Biosphere Paragon Space Development [17] gründete, gibt es einen beeindruckenden TED-Talk [18] über ihre Zeit in der Biosphere 2 und über ihre Forschungen, die sie nach den Erfahrungen in Arizona fortführte. Außerdem wurde mit Spaceship Earth ein Dokumentarfilm über das Leben der ersten Biospherians [19] produziert. Die eindrücklichste Erfahrung der Biospherians, die nach zwei Jahren und 20 Minuten bei ihrem Wiedereintritt in die Biosphere 1 von einem Orchester mit Vivalidis "Vier Jahreszeiten" empfangen wurden: Die Menschen stinken, nach Parfüm und nach Schweiß. Sie dünsten aus, auch weil sie industrialisierte Lebensmittel essen, die die Biospherians zunächst überhaupt nicht genießen konnten.

Zum Wiedereintritt hielt die Primaten-Forscherin Jane Goodall eine ergreifende Rede, außerdem war per Video der Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke [20] zugeschaltet. Er lobte die Neu-Eroberung der Erde durch Biosphere 2.

Projektende

Mit dem zweijährigen Experiment war Biosphere 2 noch nicht am Ende, denn danach begann eine Phase, in der andere Wissenschaftler die Anlage nutzten. Bernd Zabel zog 1996 ein Fazit: "Es hat gezeigt das Biosphäre 2 funktioniert, wenn auch nicht problemfrei, und dass es als eine wissenschaftliche Apparatur verwendet werden kann. Seit Januar 1996 sind wir ein Teil der University of Columbia, The Earth Institute. Biosphäre II ist ein nicht-kommerzielles Projekt. (...) Wir können beispielsweise die Ökosphäre unter Bedingungen untersuchen, die wir für das Jahr 2005 erwarten. Falls die Wissenschaftler recht haben, wird der Kohlenstoffgehalt in den nächsten Jahren anwachsen. Das kann man hier herstellen und dann untersuchen, wie sich etwa Pflanzen unter diesen Bedingungen verhalten, die in der Landwirtschaft eine Bedeutung besitzen." Tatsächlich wurden solche Untersuchungen zum Treibhauseffekt in der Biosphere durchgeführt, jedoch nicht für das Jahr 2005, sondern für das Jahr 2020, wie Zabel gegenüber dem Spiegel erklärte [21]: "Wir haben hier eine Atmosphäre, wie sie auf der Erde voraussichtlich im Jahre 2020 herrschen wird".

Das Ende von Biosphere 2 als wissenschaftlicher Einrichtung kam, als der spätere Trump-Berater Steve Bannon als Berater das Projekt übernahm [22] und innerhalb kürzester Zeit ruinierte, die dort arbeitenden Wissenschaftler beleidigte und bald wieder von der Bildfläche verschwand, um gegen den zu erforschenden Klimawandel mit Verschwörungstheorien zu polemisieren. Heute gehört die Biosphere 2 der Universität von Arizona [23], kann touristisch entdeckt oder in Zeiten von Corona mit einer App erkundet [24] werden.

Alle noch lebenden Biospärianer arbeiten heute in ökologischen Projekten, sei es auf dem Forschungsschiff Mir [25], sei es beim Projekt Eden in Iraq [26] oder beim Projekt Mars on Earth [27], bei dem nunmehr wirklich das mögliche Leben einer künftigen Biosphere 3 auf dem Mars erkundet wird.

(tiw [28])

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[4] https://synergiaranch.com/
[5] https://ecotechnics.edu/staff/john-polk-allen/
[6] https://rvheraclitus.org/Heraclitus
[7] https://web.archive.org/web/20111225164619/http://www.bfi.org/about-bucky/resources/books/operating-manual-spaceship-earth/chapter-1-comprehensive-propensities
[8] https://taz.de/Anthropozaen-Projekt-in-Berlin/!5030336/
[9] https://ecotechnics.edu/wp-content/uploads/2011/08/Ecol-Eng-1999-Mission-overview-Allen-+-Nelson.pdf
[10] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.274.5290.1150
[11] http://www.pcrf.org/
[12] https://de.wikipedia.org/wiki/BIOS-3
[13] https://www.heise.de/news/20-Jahre-lektronisch-verbunden-149583.html
[14] https://www.wastewatergardens.com/
[15] https://www.heise.de/tp/features/Leben-in-Biosphaere-II-3229246.html
[16] https://www.latimes.com/archives/la-xpm-1994-04-09-mn-43936-story.html
[17] https://www.paragonsdc.com/
[18] https://www.ted.com/talks/jane_poynter_life_in_biosphere_2?language=de
[19] https://www.spaceshipearthmovie.com/about/
[20] https://www.heise.de/news/Viele-seiner-Traeume-wurden-wahr-Arthur-C-Clarke-zum-100-3918842.html
[21] https://www.spiegel.de/wissenschaft/nicht-totzukriegen-a-1e8ac168-0002-0001-0000-000008929199
[22] https://www.vice.com/en/article/qkjn87/the-strange-history-of-steve-bannon-and-the-biosphere-2-experiment
[23] https://biosphere2.org/
[24] https://news.arizona.edu/story/choose-your-own-adventure-reopened-biosphere-2
[25] https://biospherefoundation.org/know-mir-our-sailing-vessel/
[26] https://edeniniraq.com/
[27] https://www.space.com/31312-mock-mars-mission-devon-island.html
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