100년을 계획한 인공 생태계 프로젝트

[도라삐(서울)]

사람은 자연의 일부로서 존재하고 자연의 일부로서 죽어간다는 생각은

오랜 시간에 걸쳐 많은 사람들의 공감을 받아왔다.

하지만 이제 사람들이 새로운 무대를 찾아가면서

사람들이 살아갈 수 있는 새로운 자연 또한 만들어나가기 시작했다.

바로 인공생태계가 그것이다.

이 관념은 기술이 발전되고, 우주개발시대에 반드시 필요한 시대가 되며

사람들로부터 많은 관심을 받아오고 있다.

지난 91년 그런 사람들의 기대를 받고 발족된 프로젝트가 있었다.

바로 ‘바이오 스피어2(Biosphere 2)’라고 부르는 이 프로젝트는

세상과 단절시킨 건축물 안에 자연계의 순환에 필요한 모든 생물들을 넣고

사람들이 어디까지 이를 통제할 수 있을지 도전해 보는 일종의 실험이었다.

...

우주개척시대 실현시킬 역사적인 연구로 시작되다

바이오스피어2 프로젝트는 다가올 우주개척시대를 준비하기 위해

필수적으로 준비하고자 한 인공생태계를 만들고자 했던 사람들이 모여 만든 것으로,

우리가 살고 있는 지구를 바이오스피어1으로 규정하고

자신들이 만들어가는 인공생태계를 생물들이 살아갈 수 있는 두 번째 지구라고 생각해

바이오스피어2라는 이름을 지었다. 

87년도부터 공사가 이뤄져 만들어진 바이오스피어2는 전체적인 유리온실 구조로서

열대우림과 사막, 바다 등으로 구성된 5가지의 자연으로 구성되었다.

애리조나주에 있는 사막 한복판 투싼 근처에서 세워졌고

외부에서의 에너지원은 오직 창을 통해 들어오는 태양열로만 이뤄지게 되어 있었으며,

5명의 사람이 안에 들어가 100년의 기간을 잡고 2년에 걸쳐 연구인력을 교대로 거주하도록 구성되었다.

또한 살아가는 2년간 외부와의 물질교환이 없이 자급자족 체제로 살 수 있게끔 하는 구조로 이뤄졌다. 

전체 4000평에 이르는 규모를 가졌으며, 철골과 유리, 콘크리트로 이뤄진 이 건물 안에는

3000여 종에 이르는 생물과 아마존에서 공수해온 300여 종의 식물이 심어졌다.

바다지역에는 카리브해에서 가져온 산호초와 다양한 종류의 척추동물도 함께 넣었다.

20여 년 전 당시 각종 첨단기술을 통해 만들어진 건물과 프로젝트는 사람들에게 많은 기대를 가져다주었다.

완벽해 보인 기술이 자연순환의 붕괴를 부르다

처음 6개월간은 모든 것이 순조롭게 이뤄지는 듯했다.

하지만 그런 기쁨도 잠시,

어느 순간 바이오스피어2 안의 생태계는 급변하기 시작해 18개월째는 거의 괴멸적인 피해를 입었다. 

처음으로 보인 이상징후는 산소 농도가 급격하게 떨어지는 것이었다.

당시 원인은 구조물 자체의 결함과 건축재 특성 및

생태계 순환에 대한 전체적인 이해부족이 부른 복합적인 요소로 인해 벌어졌다.

우선 온실구조를 통해 만들어진 채광창이 내부의 생태계에 태양빛을 제대로 전달하지 못했다.

그래서 식물들의 성장이 원활하지 못해 산소의 생산이 부족했다.

일조량 자체는 풍부한 애리조나 사막이었지만 유리에 의해 반사되는 양이 많아 필요한 일조량에는 미치지 못했다.

특히 겨울과 엘니뇨 등의 자연재해가 일어난 때 일조량이 특히 부족했다고 한다.

또한 내부 구조물 역시 문제였다.

인공 생태계 내부에 콘크리트 산을 만들어 두었는데,

콘크리트 산을 구성하고 있던 덩어리의 석회가 이산화탄소를 흡수하고 있었다.

1년이 가까이 지나 이를 알게 된 내부 인력은 콘크리트를 삶아 이산화탄소를 빼내는 한편,

재흡수를 막기 위해 콘크리트 위에 페인트로 칠해 이 문제를 해결했다고 한다.

하지만 이를 해결했을 당시에는 이미 망가질 대로 망가진 내부를

어느 정도 회복하기 위해 외부의 공기를 넣는 작업을 한 차례 한 뒤라

철저하게 자연과 고립된 인공생태계를 구성하겠다는 취지와는 다소 거리가 멀어지게 된 뒤였다.

당시 산소농도는 정상 범위인 22%에서 15%까지 떨어졌다.
산소의 생산을 위해 식물들을 심었지만 역부족이었다.

식물들이 낮에는 호흡을 통해 어느 정도 산소의 농도를 조절했지만

산소를 흡수하는 밤이 되면 다시 농도가 바뀌었다.

거기에 비옥한 토양을 유지하기 위해 흙속에 있던 박테리아들이 이상증식을 하면서

이산화탄소를 배출해 식물들로는 더 이상 조절이 불가능할 정도였다.

바다가 있던 곳은 이 같은 이산화탄소의 증가로 인해 산성화가 진행되며

산호들이 녹아버리는 사태가 벌어지기 시작했으며,

과학자들은 이를 막기 위해 이산화탄소 흡수량이 많은 나팔꽃 등을 가져다 심었지만,

오히려 이들 나팔꽃들이 불어나며 다른 식물들의 성장을 방해하는 효과를 나타내기 시작했다.

기후가 변화하자 식물의 번식을 돕던 곤충들이 죽어나가기 시작했다.

곤충들이 죽어나가는 가운데, 유일하게 번성한 것은 개미였는데,

천적이 없어진 개미들이 대량번식을 하면서 식물들의 사멸속도는 더욱 빨라지기 시작했다.

그리고 이는 목초를 먹으며 사는 동물들의 집단폐사를 불러오는 등,

생태계의 연속붕괴가 가속화되기 시작했다.

환경 다음은 사람

처음 생태계에 이상이 생겼을 당시 투입된 연구원들은 이산화탄소와 산소가 사라져가는 상황에서

원인도 파악하지 못한 채, 어떻게 해야 할지를 몰랐다.

당시에는 키워 놓은 작물을 불에 태우며 이산화탄소를 발생시키고자 했지만,

일시적인 효과뿐이었다. 환경이 망가지며,

사람이 살기 어려운 환경이 되어가자 다음은 사람들이었다.

평소 생태계를 유지하느라 농업과 연구를 전전하며 쌓여가던 스트레스가 환경의 파괴를 통해

산소부족과 영양실조에 시달리게 되자 사람들의 심성 또한 피폐해지고 있었던 것이다.

그리고 작물들이 죽어가며 제대로 먹지를 못해 영양부족 상태에 시달렸다.

당시 극적인 상황에서 살아남은 작물은 바나나와 고구마뿐이었다고 한다.

결국 2년을 겨우 채우고 나온 연구원들은 20명도 안 되는 인원이었지만

내부 생활 당시 파벌을 만들어 갈라서는 등, 심각한 대립과 분열이 벌어졌다고 한다.

당시 실험에 참가했던 당사자는 사람들이 병적으로 신경질을 내고,

슬픔과 증오에 사로잡혀 제대로 된 생활을 할 수 없었다고 전해진다.

이들 이후 새롭게 2차 조사대가 들어갔지만 운영진의 대립으로 보름만에 프로젝트가 종료되고 말았다.

바이오스피어2는 현재 실패한 프로젝트로 꼽히고 있지만,

앞으로의 기술발전에는 더없이 귀중한 실험이었다.

처음에 100년을 계획하고 2년 만에 실패한 프로젝트는 당시 큰 논란을 빚었다.

당시 자금을 끌어 모으기 위해 투자한 200여 억 원의 돈이 하늘로 사라지자

투자자와 실행자 간에 큰 문제가 발생한 뒤 인공생태계를 만든 바이오스피어2는 다양한 사람들의 손을 거쳐 갔다.

그리고 현재 실험장은 애리조나 주립대학으로 운영이 넘어가 관광지화 되어 있다.

2009년 이후로는 외부와의 차단 실험은 중지된 상태이다.

다만 공기의 밀폐를 제외한 생태계의 구현은 어느 정도 이뤄져 있는데, 놀러가게 된다면

당시 공기의 순환을 책임졌던 바이오스피어2 건물의 ‘폐’시설에도 들어가 볼 수 있다고 한다.

인공생태계의 실패와 새로운 도약 

최첨단 기술과 최고의 자산을 가지고 있는 미국에서 이 같은 인공생태계의 구성에 실패를 하자

다른 나라들 역시 인공생태계의 연구에 다소 회의적인 시선을 가지게 되었다.

하지만 이 같은 실험의 결과에도 어느 정도 성과는 있었다.

우선 2년간이나마 완전히 폐쇄된 환경에서 생태계를 유지시킴으로써

향후에도 각종 공학적인 측면과 생태계 구현과정의 개선을 통해 이를 연장시킬 수 있다는 실증사례를 보여주었다.

그리고 향후 생태계의 보존에 있어 바이오스피어2는 무엇이 문제가 될 수 있는지, 그리고

생태계의 요소 중 하나만 잘못되어도 연쇄적인 사태를 불러올 수 있다는 것을 알려주었다.

또한 당시 실험을 하는데 있어 프로젝트를 진행하는데

생태주의와 자급자족에 대해 지나칠 정도의 집착이 당시의 실패를 불러온 만큼,

이 같은 요소를 부분적으로 포기하거나 방향성을 바꾼다면,

인공생태계의 유지가 보다 원활해질 수 있다는 것을 보여주었다.

폐쇄상태에 놓인 사람들의 심리에 대한 연구도 많이 이뤄졌다.

당시 폐쇄상태에 빠진 사람들이 식량부족과 산소부족으로 막바지에 몰리자 얼마나 큰 갈등을 겪고,

그런 상태가 유발되기 쉬운지에 대해서 알게 된 것이다.

당시 참가했던 사람들은 자신들이 인공생태계의 밖에서는 별로 신경 쓸 필요가 없던 문제들을

당시 실험 중에는 언제나 생각을 해야 했다고 증언하기도 했다. 

앞으로 제2, 제3의 바이오스피어2는 계속 생겨날 것이다.

인류의 기술발전은 언제나 실패를 딛고 성장했기 때문이다.

기술적인 보완과 사람의 심리에 대한 연구가 발전돼 앞으로 사람이 살기 어려운 지대에서

사람이 살 수 있는 자연적인 생태계를 건물 안에 완벽히 구상할 수 있다면,

우리의 우주진출 시대는 더욱 가까워질 것이다.

http://www.ecofuturenetwork.co.kr/news/articleView.html?idxno=12118

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SBS스페셜 지구온난화 中 - 바이오스피어2 (1:16~6:54)

https://youtu.be/ORioiTdOyYM

Biosphere 2

http://b2science.org/

[스테인리스(서울)]

산소는 콘크리트가 흡수한 게 맞지만,
개미는 유리블럭 실리콘 접착제 틈으로 외부에서 유입된 것이었지요..

프로젝트 갈등과 실패의 원인은 내부의 인원들이 아니라,
외부의 총감독자가 병ㅅ이었기 때문이었습니다.. 박ㄹ혜랑 비슷한 여자였을 수도..

결국 여기서도 인사가 만사라는 결론에 도달하죠..

[즈나(부산)]

지구를 보면 머리위로 엄청난 공간이 존재하는데 저 구조에서는 식물을 위한 공간이 좁군요.
즉 빛의 양이 줄어드는 것도 문제이지만, 일시적인 환경변화에 따른 산소와 이산화탄소의 변화를 버퍼링 할 수 있는 공간이 좁은것도 문제...

[지구랑]

자연을 컨트롤 하려고 하는 인간의 야심이 요즘말로 . 역관광을 가져왔네요.

[코난.카페장(경기)]

중요한 실험이었지요 인간이 모든걸 통제하는 폐쇄생태계를 만들었지만 예측하지 못한 갖가지 문제와 사건사고들이 발생했고 많지 않은 사람들조차 분열되서 싸웠다는... 이거보면 지구상에서도 힘든데 sf영화에 나오는 우주콜로니가 얼마나 힘든건지도 잘 알수있다는

[이성환(서울)]

...실험자체는 대단히 필요한거엿고요..
제 짧은 소견에서 나온 결론은..소중한 지구나 잘보존하자..

[회춘한 도사]

자연의 조화가 무너지면 무서운 결과가 초래된다는 것을 보여준 실험이었죠.

[besto(경북)]

중요한 실험이었네요
콘크리트는 역시 암적인 존재였어~~