八個人住進“第二地球”，氧氣去哪了？

1991年9月26日，八個人穿過氣閘，進入亞利桑那沙漠裏一座巨大的玻璃建築。他們身後有熱帶雨林、海洋、沼澤、草原、沙漠和農田，頭頂有陽光，腳下有土壤。接下來的兩年，空氣、水和食物都要儘量在這個封閉世界裏循環。

它叫“生物圈二號”。地球是生物圈一號，這座人造生態系統被寄望於回答一個聽起來像科幻小說的問題：如果未來要去月球或火星，人能不能帶着一小塊地球一起生活？

亞利桑那州生物圈二號建築外觀

任務沒有因爲玻璃破裂而結束。八個人確實住滿了兩年。可大約16個月後，內部氧氣已經從接近21%降到約14%，相當於進入高海拔環境。成員走路變慢、疲憊，夜間呼吸也受影響。外界最終不得不向建築內注入純氧。

一個幾乎密閉的世界，氧氣去了哪裏？

他們不是在罐頭裏過日子

生物圈二號佔地約三英畝，內部並非幾間實驗室，而是一套刻意做複雜的生態系統。海水、土壤、植物、昆蟲和動物共同參與循環；成員要種植甘薯、穀物、豆類和蔬菜，照料動物，處理污水，維修設備，還要持續記錄空氣和生態數據。

生物圈二號內部生態區域資料照片

第一批成員生產了大約八成食物，其餘部分來自任務開始前儲存在內部的種子和食物。農業產量不及預期，八個人長期處於熱量不足狀態，體重普遍下降。部分授粉昆蟲和脊椎動物死亡，蟑螂和某些螞蟻卻迅速擴張。原本爲展示完整生態而引入的複雜物種組合，很快發生了強烈篩選。

人際關係也沒有被玻璃隔絕在外。團隊後來分成兩個陣營，對是否引入外部物資、研究應服從封閉目標還是優先保證數據質量等問題長期爭執。成員之間關係惡化，但仍要一起耕種、維護設備，因爲沒有哪一派能單獨讓整套系統運轉。

最危險的問題來自空氣。氧氣下降時，二氧化碳並沒有按同等規模一直堆積，於是最初很難解釋：如果生物呼吸消耗了氧氣，產生的二氧化碳又去了哪裏？

土壤和混凝土聯手藏起了答案

後來發表的研究把主要過程串了起來。爲了讓農田高產，項目在土壤里加入了大量有機物。土壤微生物分解這些物質時持續呼吸，消耗氧氣並釋放二氧化碳。問題在於，建築中大面積裸露的混凝土會與二氧化碳發生碳酸化反應，把它固定成碳酸鈣。

於是，氧氣被微生物消耗，二氧化碳卻有一部分被混凝土“喫掉”。空氣沒有按照人們熟悉的方式同時表現出氧氣下降和二氧化碳同比上升，看起來像是氧氣憑空消失。這個過程在開放的地球上不容易被直接看到，在高度密閉、可以追蹤物質去向的系統裏卻暴露得非常清楚。

1993年，外界向生物圈二號補充氧氣。這件事引發了激烈爭論。支持者認爲，成員的安全優先，補氧本身也沒有抹去已經獲得的數據；批評者則認爲，一個宣稱自給自足的封閉實驗需要外界供氧，等於承認最初目標沒有實現。項目管理方早期對補氧披露不充分，更加重了外界的不信任。

失敗還是完成了一次昂貴的實驗

如果把目標定義爲“八個人完全不依賴外界，在人造生態裏穩定生活兩年”，第一階段顯然沒有做到。醫療處理、補氧、預存食物和外部技術支持都說明它不是一個真正獨立的星球。

但它也沒有像常見段子所說的那樣迅速崩潰。八個人完成了兩年任務，水循環和污水處理持續運作，大部分食物由內部生產，建築的密封程度也非常高。正因爲封閉得足夠好，研究者纔有機會追查氧和碳到底跑到了哪裏。

生物圈二號後來轉爲大學科研設施。第一批任務留下的價值，不是證明人類已經會複製地球，而是讓人看到複製地球有多難。空氣並不是往容器裏充一次就能放着不管的背景，土壤、微生物、牆壁和人的每一頓飯，都在不斷改寫它。

【信息說明】“第二地球”是通俗稱呼。第一階段任務並非與外界完全斷絕信息和技術聯繫；氧氣下降的主要解釋有論文支持，項目是否“成功”則取決於採用何種目標評價。