มหาสมุทรทันที

สร้างขึ้นเพื่อเป็นประตูสู่การล่าอาณานิคมในอวกาศ Biosphere 2 มีจุดประสงค์ใหม่: เพื่อขยายพันธุ์ supercorals ที่แข็งแรงพอที่จะเอาชีวิตรอดจากทะเลที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ประการแรก นักวิทยาศาสตร์ต้องรื้อฟื้นมหาสมุทรจำลอง

หินกรวดที่ส่องแสงระยิบระยับนอก Biosphere 2 ของมหาวิทยาลัยแอริโซนาถูกน้ำทะเลปกคลุมครั้งสุดท้ายเมื่อประมาณ 100 ล้านปีก่อน ทุกวันนี้ พืชพรรณที่กระจัดกระจายอยู่เหนือพื้นทะเลที่เคยเต็มไปด้วยฝุ่น แห้งแล้งด้วยอุณหภูมิที่สูงถึง 43 °C แม้ว่าภายในมหาสมุทรจะทอดยาวไปตามชายฝั่งที่เป็นหิน และกองทัพของผู้ดูแลอากาศยังคงรักษาสภาพอากาศที่อบอุ่น เครื่องกวนกระแสน้ำผ่านผิวน้ำเค็ม และแสงซิกแซกผ่านเพดานกระจก ท่ามกลางเสียงครวญครางของปั๊มและท่อ สิ่งมีชีวิตก็ส่งเสียงกรอบแกรบ

จากชายหาด ฉันมองดูเม่นทะเลหนามยาวสีดำโบกสะบัดหนาม ทั้งหมดเคลื่อนไหวช้าและสั่นไหว หอยทากมงกุฎบนสุดสีรุ้งแหวกว่ายข้ามโขดหินที่อยู่ใกล้เคียง ก้อนปะการังในฝ่ามือของฉันตายไปนานแล้ว พื้นผิวรังผึ้งฟอกขาวมีความเหนียวและรู้สึกเหมือนกระดูก

Biosphere 2—สถานีอวกาศส่วนหนึ่ง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศน์ที่ยุ่งเหยิง—เป็นสถานที่วิจัยในเมือง Oracle รัฐแอริโซนา ซึ่งเป็นที่ตั้งของระบบ Earth ที่ผลิตขึ้นจากทั่วโลก ภายในเรือนกระจกอันล้ำยุคที่มีพื้นที่ 1.3 เฮกตาร์ ป่าฝนอันร่มรื่นกระทบกับน้ำฝนที่หยดลงมา ในส่วนที่แยกจากกัน ป่าชายเลนจะเติบโตราวกับคนเดินช้าๆ บนไม้ค้ำถ่อ และกล้ามของต้นบูจุมในทะเลทรายที่มีหมอกหนา Billabongs และหินควอตซ์ที่ส่องประกายระยิบระยับคั่นด้วยทุ่งหญ้าสะวันนาที่ล้อมรอบ มหาสมุทรเทียมที่เท้าของฉันพองตัวด้วยน้ำทะเลมากกว่าสองล้านห้าล้านลิตร ซึ่งเพียงพอที่จะเติมสระว่ายน้ำโอลิมปิกที่มีน้ำเหลืออยู่มากมาย

ต้นกำเนิดที่แปลกประหลาดของ Biosphere 2 และความทะเยอทะยานแห่งอนาคตสามารถสืบย้อนไปถึงปลายถนนลูกรังในเทือกเขานิวเม็กซิโก ขณะเยี่ยมชมชุมชนกึ่งหนึ่งที่เรียกว่า Synergia Ranch มหาเศรษฐีชาวเท็กซัส Edward Bass และผู้ก่อตั้งฟาร์มปศุสัตว์ John Allen เริ่มฝันถึงระบบนิเวศแบบปิดที่สามารถช่วยชีวิตมนุษย์ได้ ความเป็นไปได้นั้นดูกว้างขวาง: ความสามารถในการสร้างฟองอากาศที่ดำรงอยู่ได้ด้วยตนเองสามารถทำให้มนุษย์สามารถอยู่รอดบนดาวเคราะห์ดวงอื่นได้ ด้วยแรงบันดาลใจ ในที่สุด Bass ก็ทุ่มเงินเริ่มต้น 200 ล้านเหรียญสหรัฐเพื่อเป็นเงินทุนสำหรับโครงการนี้ ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ทีมนักวิจัยแปดคนได้ก้าวผ่านช่องแอร์ล็อคและผนึกตัวเองไว้ในกลุ่มอาคารใหม่ที่ส่องประกายระยิบระยับ เพื่อดูว่าโลกที่ผลิตขึ้นภายใต้กระจกจะรักษาชีวิตไว้ได้หรือไม่

Biospherians ใช้เวลาสองปีตามที่วางแผนไว้ แม้ว่าจะต้องมีการสูบฉีดออกซิเจน ในระหว่างภารกิจนั้น แนวปะการังที่มีชีวิตเติบโตใต้น้ำ มีสีสันและหลากหลาย และแตกต่างอย่างมากจากก้อนสีซีดและมีรอยบากในมือของฉัน เมื่อภารกิจที่สองปิดตัวลงก่อนกำหนด เบสได้มอบสิ่งอำนวยความสะดวกให้กับมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์ก และนักวิจัยได้หันมองภาพรวมของพวกเขาจากความเป็นไปได้ของอวกาศภายในไปสู่สุขภาพของมหาสมุทรของเราเอง ในช่วงยุคนี้ ทะเลเทียมของ Biosphere 2 ได้กลายเป็นแบบจำลองที่ไม่ธรรมดาสำหรับผลกระทบของการทำให้เป็นกรดในมหาสมุทร นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียแสดงให้เห็นว่าเมื่อระดับคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้น ค่า pH ของมหาสมุทรจะลดลง ปะการังและสิ่งมีชีวิตที่เป็นปูนอื่นๆ จะพินาศ

มหาวิทยาลัยโคลัมเบียก้าวออกจากสถานที่นี้ในปี 2546 โดยทิ้งแนวปะการังที่เสื่อมโทรมลงจากการทดลองการทำให้เป็นกรด มหาวิทยาลัยแอริโซนาเข้ารับตำแหน่งในปี 2550 และปัจจุบันเป็นเจ้าของ Biosphere 2 แต่ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานั้น แท็งก์ในมหาสมุทรหยุดนิ่งและกลายเป็นน้ำกร่อย และในที่สุดแนวปะการังก็ตายจากการถูกทอดทิ้ง โบราณวัตถุที่มีชีวิตเพียงชิ้นเดียวจากแนวปะการังดั้งเดิมคือสีเหลืองที่แข็งแรงเพียงไม่กี่ชนิดที่ยังคงเดินเตร่ไปมาท่ามกลางความมืดมิดและท่ามกลางโครงกระดูกที่เป็นกรดของแนวปะการัง

ตอนนี้มหาวิทยาลัยแอริโซนากำลังเกลี้ยกล่อมมหาสมุทร Biosphere 2 ให้กลับมามีสุขภาพที่ดีอีกครั้งสำหรับสิ่งที่อาจกลายเป็นหนึ่งในการทดลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่กล้าหาญที่สุดในยุคของเรา ในช่วงกลางของภาคตะวันตกเฉียงใต้ที่แห้งแล้ง ในทะเลเทียม นักวิจัยกำลังเตรียมน้ำสำหรับคลื่นลูกใหม่ของชีวิต ภารกิจของพวกเขาคือกอบกู้ปะการังของโลกจากการสูญพันธุ์

ในช่วงหลายปีที่กรดในมหาสมุทรสร้างความเสียหายให้กับแนวปะการังของโรงงาน เราได้เรียนรู้ว่าระดับCO₂ ที่เพิ่มขึ้นเป็นเพียงหนึ่งในความท้าทายด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมากมายที่แนวปะการังของดาวเคราะห์กำลังตึงเครียด นักบรรพชีวินวิทยา Julia Cole ซึ่งเพิ่งออกจากบทบาทผู้อำนวยการวิจัยของมหาสมุทรที่ Biosphere 2 เพื่อเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน ศึกษาประวัติศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเข้าใจวิธีที่อนาคตของเราเชื่อมโยงกับอนาคตของปะการัง เราพึ่งพาแนวปะการังในฐานะแหล่งอาหารขนาดใหญ่ การป้องกันพายุ และในฐานะแหล่งแร่ทองคำทางเศรษฐกิจสำหรับการท่องเที่ยวใต้น้ำ อุณหภูมิทางทะเลที่อบอุ่นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้เสี่ยงอันตราย “แทบทุกจุดในมหาสมุทร” โคลกล่าว ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ผลักดันให้ปะการังขับไล่สาหร่ายเซลล์เดียวที่ให้ชีวิตซึ่งอาศัยอยู่อย่างสัมพันธ์กันภายในเนื้อเยื่อของปะการัง หากปราศจากสาหร่ายเหล่านั้น ปะการังฟอกสี สูญเสียสี และสูญเสียการเข้าถึงน้ำตาลสังเคราะห์แสงที่ช่วยให้พวกมันเจริญเติบโต ปะการังที่มีความเครียดบางครั้งสามารถฟื้นตัวได้ แต่บ่อยครั้งปะการังฟอกขาวส่วนใหญ่จะตาย

“มันถึงจุดเปลี่ยนจริงๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา” โคลกล่าวจากโต๊ะทำงานของเธอระหว่างการสัมภาษณ์ผ่าน Skype หลังจากที่ฉันมาเยี่ยม เธอพูดอย่างมีชีวิตชีวาด้วยมือของเธอ ทำให้มีสภาพร่างกายที่พร้อมรับมือกับความเร่งด่วนของสถานการณ์ “ตอนนี้รู้สึกเหมือนทำหรือตาย” ที่ Biosphere 2 โคลหวังที่จะรวบรวมทีมรับมือเหตุฉุกเฉิน โดยนำนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกมารวมตัวกันเพื่อผสมพันธุ์ “ซุปเปอร์โครอล” ที่สามารถต้านทานการทำลายล้างของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ในเวลาต่อมา หากปะการังที่แข็งแรงที่สุดสามารถเลือกเพาะพันธุ์หรืออาจดัดแปลงพันธุกรรมได้ นักวิจัยจาก Biosphere 2 อาจเก็บเมล็ดพืชไว้สำหรับอนาคต เมล็ดพันธุ์ (หรือติ่ง) ที่สามารถปลูกในที่ที่อาจสูญเสียแนวปะการังได้ อย่างสมบูรณ์ในทศวรรษหน้า

เป็นวิสัยทัศน์ที่มีความทะเยอทะยาน และเป็นไปได้ว่าไม่มีสถานที่อื่นใดในโลกนี้ที่สามารถจัดขอบเขตของงานที่กำลังจะเปิดเผยได้ที่นี่ โครงการเพาะพันธุ์ปะการังที่คล้ายกันในห้องปฏิบัติการที่อื่นไม่ได้ให้พื้นที่หรือความซับซ้อนที่ Biosphere 2 สามารถทำได้ ในทางกลับกัน การทดลองในมหาสมุทรที่แท้จริงอาจมีผลร้ายตามมา ไม่มีใครรีบแนะนำสายพันธุ์ดัดแปลงพันธุกรรมลงทะเลก่อนที่จะรู้ว่าพวกมันจะมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรในระดับระบบนิเวศ

Ruth Gates ผู้อำนวยการสถาบัน Hawai’i Institute of Marine Biology และผู้ร่วมงานด้านการวิจัยที่ Biosphere 2 กล่าวว่า “ที่นี่เป็นสถานที่ที่สามารถทำสิ่งผิดปกติได้” ที่นี่ “คุณสามารถทดสอบสิ่งต่าง ๆ ที่ส่วนท้ายสุดของพอร์ตการแทรกแซง … เพราะไม่มีความเสี่ยง” Gates เพิ่งเสียชีวิตโดยทิ้งชะตากรรมของ supercorals ไว้ให้เพื่อนนักวิจัยของเธอ สำหรับพวกเขา รถถัง Biosphere 2 ขนาดมหึมาจะกลายเป็นสะพานเชื่อมระหว่างการทดสอบในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กและการศึกษาภาคสนามในโลกแห่งความเป็นจริง

ในการเยี่ยมชม Biosphere 2 ก่อนหน้านี้ ฉันเดินผ่านแอร์ล็อคเก่าๆ และชิมส่วนผสมของโลหะและเกลือในอากาศ มีอยู่ช่วงหนึ่ง ฉันได้ส่งกองกล่องสีม่วงและสีขาวที่มีตราสินค้าว่า “มหาสมุทรทันที”—เกลือบางส่วนจาก 32,000 กิโลกรัมที่ยังคงหกใส่ถุงทีละถุง ลงในแท็งก์มหาสมุทรที่ถูกละเลยเพื่อกรองน้ำกลับคืนมา ผลึกสีขาวประกอบด้วยส่วนผสมที่มองไม่เห็นทั้งหมดที่มหาสมุทรต้องการ: แคลเซียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่า “มหาสมุทรทันที” แบบที่พวกเขากำลังมุ่งไปนั้นไม่สามารถเทออกจากถุงได้ง่ายๆ เช่นเดียวกับความประณีตทางสถาปัตยกรรมที่ปะการังใช้ในการสร้างแนวปะการัง — โพลิปที่ซ้อนกันบนโพลิปเหมือนก้อนหินในปราสาท—โครงการที่ Biosphere 2 จะเกี่ยวข้องกับงานวิศวกรรมที่ประณีตและบอบบาง

ในอีกครึ่งปีข้างหน้า จะมีการติดตั้งทางวิ่งรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแคบ ๆ ในน้ำในห้องทดลอง ซึ่งสามารถแยกและจัดการปะการังนอกระบบมหาสมุทรที่ใหญ่กว่าได้ อีกหนึ่งปีครึ่งเมื่อถึงเวลาแนะนำปะการังลงในถังหลักและเร่งความร้อน อนาคตของโครงการจะขึ้นอยู่กับเสียงที่พูดขึ้นเพื่อคัดท้าย ทีมวิศวกรและนักจุลชีววิทยา นักเคมีและนักชีววิทยา นักบรรพชีวินวิทยา และนักเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำระดับนานาชาติจะร่วมมือกันสร้างคำถามเชิงสร้างสรรค์

เป็นแรงกระตุ้นของมนุษย์อย่างยิ่งที่จะต้องสร้างสภาพแวดล้อมของเรา—เพื่อแก้ปัญหาหรือควบคุมธรรมชาติเพื่อจุดประสงค์ของเราเอง แม้ว่าที่ Biosphere 2 วิศวกรจะไม่ใช่มนุษย์ทั้งหมด ที่หาดทราย ฉันวางปะการังที่ตายแล้วซึ่งฉันถือและหมอบอยู่ริมน้ำ ปล่อยให้ปูเสฉวนสำรวจฝ่ามือของฉัน ฉันรู้สึกได้ถึงความแม่นยำและจั๊กจี้ขณะที่กรงเล็บแต่ละอันเคลื่อนผ่านภูมิประเทศของผิวฉัน งานของปูที่ละเอียดอ่อนนี้มีพลังมาก: เพื่อสร้างเวทีที่น่าอยู่สำหรับ supercorals สาหร่ายสกุชชี่ได้แซงหน้าถังแล้ว และจำเป็นต้องมีสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนเพื่อเปลี่ยนมันกลับเป็นมหาสมุทรในขนาดย่อ ปูเสฉวนขาแดง หอยนางรม หอยเม่น และหอยทากมงกุฎบนสุดจำนวนหลายพันตัว—ซึ่งเพิ่งถูกปล่อยด้วยมือเมื่อไม่นานมานี้—กำลังทำงานเต็มเวลาเพื่อเล็มหญ้า ในขณะที่กรองหมอกควันจากสาหร่าย แถบตะกอนสีรุ้งที่เห็นในส่วนตัดขวางที่หน้าต่างใต้น้ำ บ่งชี้ว่าแบคทีเรียสีสดใสอยู่ในที่ทำงานรีไซเคิลสารอาหาร ปูและสหายของเขากำลังทำสิ่งที่สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศป่าทำ: ทำความสะอาด หมุนเวียนสารอาหาร รักษาสมดุล

ฉันวางปูลง ในพิภพเล็ก ๆ ที่แปลกประหลาดนี้ของหน้าต่างเชิงมุมและกระแสที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องจักร ฉันหวังว่าสัตว์ตัวน้อยจะโชคดีในภาระด้านวิศวกรรมที่มันรับไว้โดยไม่รู้ตัว

หน้าแรก