1991年9月26日，美國亞利桑那州，一座名為「生物圈2號」（Biosphere 2）的巨型玻璃建築內，8名研究人員自願反鎖入內，展開一場模擬外太空殖民地的閉環生態實驗。他們計劃與外界完全隔絕兩年，依靠內部微縮的雨林、海洋、沙漠、農田等生態系統自給自足。這項由億萬富翁Ed Bass資助、耗資逾1.5億美元的項目，被視為人類挑戰自然、探索太空生存的雄心之作。
然而，實驗進行至第16個月，氧氣濃度由正常的21%急跌至14%，相當於將8人置於海拔約4000米的高原環境，呼吸極度困難。令人費解的是，二氧化碳濃度並未如預期般同步大幅上升，氧氣彷彿「憑空消失」。科學家事後調查發現，問題出於兩個被忽略的細節：一是為了促進作物生長而使用極肥沃的土壤，土壤中微生物活躍，大量消耗氧氣並釋放二氧化碳；二是建築用的混凝土大量暴露，這些二氧化碳與混凝土發生化學反應，生成碳酸鈣（大理石主要成分），將碳「鎖死」在牆內。
這兩個因素擊穿了精心設計的閉環系統。人類以為能複製地球，卻低估了大自然數十億年演化的複雜性。為避免危險，團隊最終不得不「作弊」，偷偷注入氧氣，才勉強完成實驗。首期實驗中，農作物僅提供83%食物，參與者普遍感到飢餓，體重平均下降16%，但健康指標如膽固醇和血壓反而改善。
第二期實驗（1994年）雖有所改善，但項目管理仍面臨內部衝突與外部政治壓力。Space Biosphere Ventures解散後，設施先由哥倫比亞大學管理，2007年起由亞利桑那大學接手，至今成為研究全球氣候、地球系統科學及可持續發展的重要基地，向公眾開放。
然而，實驗進行至第16個月，氧氣濃度由正常的21%急跌至14%，相當於將8人置於海拔約4000米的高原環境，呼吸極度困難。令人費解的是，二氧化碳濃度並未如預期般同步大幅上升，氧氣彷彿「憑空消失」。科學家事後調查發現，問題出於兩個被忽略的細節：一是為了促進作物生長而使用極肥沃的土壤，土壤中微生物活躍，大量消耗氧氣並釋放二氧化碳；二是建築用的混凝土大量暴露，這些二氧化碳與混凝土發生化學反應，生成碳酸鈣（大理石主要成分），將碳「鎖死」在牆內。
這兩個因素擊穿了精心設計的閉環系統。人類以為能複製地球，卻低估了大自然數十億年演化的複雜性。為避免危險，團隊最終不得不「作弊」，偷偷注入氧氣，才勉強完成實驗。首期實驗中，農作物僅提供83%食物，參與者普遍感到飢餓，體重平均下降16%，但健康指標如膽固醇和血壓反而改善。
第二期實驗（1994年）雖有所改善，但項目管理仍面臨內部衝突與外部政治壓力。Space Biosphere Ventures解散後，設施先由哥倫比亞大學管理，2007年起由亞利桑那大學接手，至今成為研究全球氣候、地球系統科學及可持續發展的重要基地，向公眾開放。
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