1991년 9월 26일, 인류가 다른 행성에서도 살 수 있는가를 연구한 프로젝트 ‘바이오스피어 2’ (Biosphere 2) 실험 시작

1991년 9월 26일, 인류가 다른 행성에서도 살 수 있는가를 연구한 프로젝트 ‘바이오스피어 2’ (Biosphere 2) 실험 시작

1991년, ‘바이오스피어 연구회’는 2억 달러를 투자해서 인공적인 자연 생태계를 만들었다. 위치는 미국 애리조나주의 투손 (Tucson) 근처의 지역이다. 연구회는 돔 모양의 건축물, 유리로 된 대형 생태 건물을 지었다.

총면적 1.275헥타르의 이 건물은 외부로부터 공기마저 통하지 않게 완전 밀폐된 공간으로 지어졌다.

외부로부터 받을 수 있는 것은 오직 태양뿐 그 외에는 산소 생성부터 생물 번식까지 모두 자체적으로 해결해야 한다.

• 목표

실험 목표는 첫째, 지구와 떨어져 있으나 지구와 똑같은 생태계에서 궁극적으로 생명유지 장치의 모든 면에서 100%재활용이 가능하며, 지구에서 떨어져 그 안에 거주하는 대원들에게 물질적으로 모든 면에서 자급자족을 할 수 있게 해주는 것이었다.

두 번째 목표는 생태학 연구를 위한 실험실, 즉 시험관 속에 있는 세계를 제공해주는 것이었다.

이를 위해 기술자, 생태학자, 건설 노동자, 건축가, 설계사, 의사, 전기 기술자, 배관공, 용접공, 등산가, 식물학자, 농학자, 식물 병리학자, 회계사, 사진 촬영 기사 등 400명이 넘는 전문가들이 참여했다고 한다.

콘크리트와 유리 등으로 외부와 차단하여 완벽하게 밀폐된 공간의 내부는 7개의 서로 다른 환경 구역으로 나눠졌고, 각각의 구역은 지구의 여러 생태계를 미니어처화해 구현했다. 그에 따라 아마존 등 각종 지방에 있는 식물과, 300종에 이르는 동물을 골고루 넣어서 그야말로 생태계를 축소시킨 상태가 되었다.

• 진행

과학자 8명이 직접 들어가서 살며 실험에 참여했다.

안에는 인공 자연이 만들어졌다. 열대우림부터 습지, 사바나 지역, 인공 바다, 그리고 사막 시대까지 만들어졌다. 그리고 벼, 밀, 상주, 토마토, 고구마 등 150여 종의 농작물이 심어졌고, 돼지, 닭, 염소 등 4000여 종의 생물이 수용되었다.

이 안에서 자연적으로 사람이 생존하는데 필요한 물과 공기와 식량이 만들어지도록 하기 위해서 햇빛을 제외한 모든 것을 차단했다. 그리고 2년의 계획으로 8명의 연구자가 실제로 살기 시작했다. 그들은 이곳에서 식량을 마련하고 모든 것을 자급자족하도록 되어 있었다.

그러나 이 계획은 처참하게 망가졌다. 식물은 이상 증식하거나 성장이 느려졌고, 식물성 곡식을 확보하기 어려웠다. 오히려 이로운 곤충들은 죽고 불개미나 바퀴벌레 같은 예상치 못한 곤충이 대량 번식해버렸다.

식물이 번성하지 못한다는 것은 인간에게는 산소 공급자가 사라진다는 것과 같다. 실제로 이 계획에 참여한 8명의 실험자는 산소 부족으로 불편해졌으며 우울증 같은 증상을 겪어야 했다. 더구나 이산화탄소의 폭발적 증가 때문에 위기가 닥쳤다.

“‘세상에, 이산화탄소가 또 1PPM 상승하다니! 오늘은 운전하지 말아야겠다, 나무를 심어야겠다, 아니면 오늘은 천천히 숨을 쉬고 요가를 해야겠다’고 생각하지는 않잖아요. 하지만 우리는 바이오스피어2 안에서 그런 것들을 생각해야 했어요.” _ 바이오스피어2 프로젝트 참가자 린다 레이 인터뷰 중

• 실패 원인

가장 큰 문제는 산소 체계가 무너져 내린 것이다.

원래 계획은 미생물이 완성한 흙에 식물을 심고, 이 식물이 산소를 만들어내면 인간과 동물이 살아간다는 것이었다.

그런데 문제는 흙 속의 미생물이 생각보다 많은 산소를 소비했다는 것이다.

더구나 유리가 햇빛의 열량을 차단하는 효과를 내서 식물의 번식이 느려졌다.

토양 속의 박테리아들이 엄청난 이산화탄소를 내뿜고 있었지만 식물이 그만큼 산소로 전환시키지 못하니 생태계가 깨지기 시작한 것이다.

하지만 그래도 계산보다 산소가 많이 부족했는데, 바이오스피어2 실패의 원인 (이유)은 나중에야 밝혀졌다.

그것은 건축물의 콘크리트 때문이었다.

콘크리트는 석회 성분이 있기 때문에 무려 7톤이나 되는 산소를 흡수해버렸던 것이다.

그 후에도 10개월 정도 재시도가 있었지만 완전히 중단되어 버리고, 그 후 이 시설은 애리조나 대학이 인수해서 인공 자연 생태계 과학 관광 시설로 사용하고 있다.

• 성과와 교훈

제2의 지구를 최초 경험한 이들 8명은 영양부족으로 피골이 상접해졌다. 파벌을 만들고 서로 다퉜다.

멤버 중 한명이 다른 멤버에게 침을 뱉기도 했다.

참가자들과 경영진의 갈등도 극에 달했다.

이를 두고 혹자는 바이오스피어2 실험을 ‘인간 실험’이라고 말하기도 했다.

상당한 어려움은 있었지만, 아무튼 이렇게 폐쇄적인 극소규모 생태계도 만들기에 따라서는 유지될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

공학적인 측면과 구현적인 측면에서 다소 문제가 있었지만, 이러한 것들은 충분히 해결될 수 있는 문제이고 앞으로 우주에 생태 식민지가 건설된다면 바이오스피어 2 실험은 훌륭한 전례로 남게 될 것이다.

폐쇄 순환 생태계를 유지하기 위한 기술적인 노하우를 많이 얻을 수 있었다.

이러한 폐쇄 환경에서 인간에게 일어날 수 있는 정신적 문제에 대해서 상당한 연구가 이루어졌다.

폐쇄된 환경에서는 콘크리트를 대량으로 사용하면 안 된다는 사실을 알게 되었다.

지구가 멸망하면 바퀴벌레 같은 하등생물만 살아남는다고 한다.

그러나 우리에겐 더 이상 되돌아갈 또 하나의 지구가 없다.

바이오스피어2 실험의 실패는 인간이 운좋게 겪은 한 편의 묵시록이 아니었을까.

• 그 뒤의 바이오스피어

바이오스피어 연구회는 엄청난 분쟁을 겪었으며, 2억 달러 (90년대 초반 기준)를 소모한 뒤에 포기되었다.

그 뒤 실험 시설은 여러 대학 연구실의 소유를 거쳤고 나름 실험이나 관광지로 사용되었다.

현재는 애리조나 대학교가 소유하고 있으며 관광용으로 사용중이다.

2009년부터는 외부와의 차단 실험은 중지된 상태이며, 대신 공기를 제외한 독립 생태계는 어느 정도 구현되어 있다.

사막 한가운데 열대 우림이 떡하니 들어서 있는 걸 보면 기술력과 자금력 위력을 체감할 수 있다.

방문하면 투어도 가능하며, 지금은 사용하지 않는 ‘폐’에도 들어가 볼 수 있다.

피닉스나 투싼을 방문하게 된다면 한 번은 들러볼 만한 장소이다.

바이오스피어 2에서 직접 생활한 사람의 이야기는 2008년 “인간 실험 : 바이오스피어2, 2년 20분”이란 제목으로 번역출판되었다.

NASA는 하와이에서 비슷한 실험을 하고 있다. 프로젝트명은 HI-SEAS라는 명칭이다.

다만 폐쇄된 공간 내에서 새로운 생태계를 창조한다는 바이오스피어 2 프로그램과 달리 화성에서의 유인 우주 탐사를 시뮬레이션해 같은 환경에서의 장기적인 생존을 연구한다는 취지로 바이오스피어보다 훨씬 더 구체적인 미션이 진행했는데, 2015년 8월 투입된 4기 팀이 365일에 달하는 일정을 마무리하고 2016년 7월 말에 일정을 끝내고 8월 말에는 성공적으로 완료했다.

○ ‘인간실험 바이오 스피어2, 2년 20분’ (제인 포인터 저, 박범수 역, 알마출판사)

– 타임지가 선정한 최고의 과학연구 프로젝트, 2008년 상반기 우수과학도서 선정

인류가 다른 행성에서도 살 수 있는가를 연구한 프로젝트를 소개한『인간실험 바이오 스피어2, 2년 20분』

이 책은 1991년 9월 26일부터 미국 애리조나주 투손 사막에서 2년간 인공 생물권 바이오스피어2에 살면서 실험을 진행했던 내용을 담았다.

인간이 화성에서 살 수 있는가를 실험한 이 프로젝트 참가자였던 저자는 직접 벼와 밀, 오이와 같은 150여 종의 작물을 기르고 닭, 염소 등 4,000여 종의 생물과 함께 독립된 생태계를 이루고 살면서 겪은 다양한 성공과 실패의 경험을 이야기한다.

바이오스피어 프로젝트의 무수히 많은 오해 속에서도 이 실험을 바탕으로 복잡한 생태계를 이해하는 과정이 생기고 지구 기후환경변화 연구에 도움이 되었고, 앞으로 우주 과학이 나가야 할 목표 등이 생겼음을 들려준다.

• 목차

프롤로그｜바이오스피어2 안에서 보낸 2년 20분

제1장 ｜산소가 줄어들고 있다
제2장｜황무지에서 우주 온실을 꿈꾸다
제3장｜꿈의 캐러밴에서
제4장｜바다가 가져다준 변화
제5장｜콴번 다운즈에서의 1년

제6장｜새로운 세계를 건설하다
제7장｜척추동물 X, Y, 그리고 Z
제8장｜모난 돌이 정 맞는다
제9장｜1991년 9월 26일, 밀폐되다
제10장｜지도에도 없는 세계를 탐험하다

제11장｜길고 어두운 겨울이 지속되다
제12장｜전화선으로만 연결된 세상
제13장｜피자 한 판을 만들기까지 넉 달이 소요되다
제14장｜황금이냐, 아니면 납이냐
제15장｜사막의 모래에 그어진 선들

제16장｜굶주림, 질식, 그리고 완전히 미쳐버리기
제17장｜야생마 꿈을 꾸다
제18장｜역기능 집단이 돌아가는 방식을 밝히다
제19장｜산소 먹는 괴물을 찾아내다
제20장｜아직도 멀었나?

제21장｜바이오스피어1으로 귀환하다
제22장｜서른일곱 가지 상표의 케첩
제23장｜만우절에 속아넘어간 바보
제24장｜그러면 이제 뭘 하지?

에필로그｜꿈을 꾸다. 그리고 꿈을 실현하다
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• 저자소개 : 제인 포인터 JANE POYNTER

밀폐된 바이오스피어2 안에 들어가 2년 동안 생활해낸 여덟 사람 가운데 하나다. 바이오스피어2에서 생활하기 위해 제인은 오스트레일리아 황무지 아웃백에서, 그리고 인도양과 홍해에서 콘크리트로 만든 연구용 선박 헤라클레이토스 호에 승선해 생존기술 훈련을 받았다. 바이오스피어2 안에서 생활하는 동안 제인은 우주선에서 사용하는 인간의 생명유지 시스템을 설계하고 개발하는 항공우주회사 패러곤 우주개발주식회사를 공동 창업하기도 했다. 지금은 애리조나 투손에 살며, 주말에는 기분전환 삼아 오토바이 경주를 즐긴다. www.janepoynter.com을 방문하면 지은이에 관해 보다 많은 정보를 만날 수 있다.

• 역자 : 박범수
  경희대학교 영문과를 졸업했고 동 대학원 영문과에서 석사 학위를 받았다. 출판사에서 편집자로 일했으며, 현재는 전문 번역가로 일하고 있다. 옮긴 책으로는 《본다는 것의 의미》《아인슈타인의 최대 실수》《이혼의 역사》《판타지 산업》《고고학이란 무엇인가》《피의 역사》《장쩌민 평전》《1퍼센트 독트린》들이 있다.

• 내용

영국의 유복한 가정 출신의 지은이 제인 포인터는 런던 거리를 거닐다가 우연하게 옥토버 갤러리october gallery라는 간판을 보고 무엇엔가 이끌리듯이 그 건물 안으로 들어가게 된다. 옥토버 갤러리 위층에는 갤러리와 제휴 관계에 있는 환경기술 연구소(IE: the Institute of Ecotechinics)가 있었고, 이 단체는 전 세계를 무대로 하는 여러 프로젝트를 진행하고 있었다. IE에서 진행하는 프로젝트들은 인간과 지구 모두에 득이 되는 쪽으로 첨단기술과 환경생태가 손잡고 일해 나갈 수 있게끔 세계 각처에서 연구하는 것이었다.

제인은 이 단체의 일원으로 각종 프로젝트에 소속되어 일을 하게 되는데, 어느 날 ‘IE 갤럭틱 컨퍼런스’가 열리고 그 자리에서 TC라고 불리는 필 호즈가 자급자족으로 유지되는 우주 온실에 대한 설명을 한다. 이 상상에 가까운 아이디어는 컨퍼런스가 열리기 1년 전에 몇몇의 IE 구성원들이 생각해낸 것으로서, 그날 그 자리에서 바로 결정이 되어 바이오스피어2가 탄생한다.
‘IE 갤럭틱 컨퍼런스’에서 바이오스피어2를 건설하기로 결정이 되고 나서도 몇 년이 흘러 1987년부터 드디어 투손 사막에 바이오스피어2를 건설하기 시작한다. 그동안 제인은 오스트레일리아 황무지에 있는 목장 콴번 다운즈나 연구선 헤라클레이토스 호에서 열리는 인공 바이오스피어 안에서 생활하게 될 대원을 훈련시키기 위한 프로그램을 따라 다니며 대원으로 뽑히기 위한 훈련을 받는다.
스스로를 환경사업가라고 부르는 에드 배스가 자기 회사인 인베스트먼트 사를 통해 IE와 함께 스페이스 바이오스피어 벤처 (SBV)를 결성해 바이오스피어2를 건설하는 데 드는 막대한 비용을 지원했고, 많은 과학자와 연구가들의 헌신적이고 열정적인 노력과 연과 결과로 드디어 바이오스피어2가 지어졌다. 1991년 9월 26일, 많은 사람들의 기대 속에서 이 불가능해 보였던 실험이 시작된다. 남자 넷, 여자 넷 여덟 명의 인간이 지구상의 생태계를 축소해놓은 형태로 지어진 바이오스피어2 안으로 걸어 들어갔다.

SBV는 바이오스피어2가 새로운 종류의 생명유지 시스템의 전형이 될 수 있다는 기대감과 함께 우주를 지향하는 다른 여러 민간 기업들과 연합전선을 구축했고, 바이오스피어2 프로젝트는 점점 더 그 규모와 힘을 더해가는 환경운동의 물살을 타면서 위대한 희망의 상징으로 떠오르게 된다.
여덟 명의 바이오스피어 대원들은 2년 동안 빛이나 전기 이외의 그 어떤 물질도 들여가거나 내보내지 않는다는 전제 조건을 달고 완벽하게 밀폐된 공간 속에서 자급자족의 생활을 해나간다. 바이오스피어2 안에서의 생활은 세계 최초로 시도되는 실험이었다. 이는 곧 어떤 변수들이 생길지 모르는 상태라는 말이다. 아니나 다를까 그들이 바이오스피어 안에서 살기 시작한 지 얼마 되지 않아 산소량이 떨어지고 이산화탄소량이 증가하는 일부터, 자급자족을 하다 보니 처음 계산했던 것보다 작물 수확량이 적어 식량이 부족해 전 대원들의 체중이 감소하고 허기에 시달리게 되었으며, 밀폐된 채 갇혀 지내는 삶 속에서 대원들 사이에 인간적인 갈등이 발생하는 등 수많은 사건이 생기게 된다. 결국에는 바이오스피어 경영진과도 분열을 일으키게 되고, 언론의 과도한 관심에 왜곡된 보도들이 나가게 되면서 지은이를 비롯한 바이오스피어2 대원들은 말로 다하지 못할 갈등을 겪는다.

수많은 우여곡절 끝에 2년을 바이오스피어2에서 보낸 지은이 제인은 다시 바이오스피어1(지구)로 귀환하고, 경영진과 대원 여덟 명 가운데 네 명의 대원과는 원수 아닌 원수가 되어 서로 만나지 않는 관계가 되었으며, 나머지 네 명의 대원 가운데 하나인 테이버와 결혼해 바이오스피어2가 내려다보이는 곳에 집을 짓고 살고 있다.
그녀는 바이오스피어2에서 나와 몇 년이 지난 후 다시 대원들과 그 당시 바이오스피어2의 경영진과 만나 화해의 시간을 가졌으며, 자신이 겪어낸 실험 과정과 그 실험이 과학에 미친 영향, 앞으로 환경이나 우주 과학 분야에 기여한 바 등을 정리해 이 책으로 엮어냈다.
바이오스피어2 프로젝트는 성공할 것인가 실패한 것인가? 결과적으로 이 프로젝트는 성공하기도 했고 실패하기도 했다. 제인은 많은 사람들이 바이오스피어2 프로젝트를 실패했다고 하지만 이 실험을 바탕으로 해서 인간이 만든 생물권이 가능하고 인간이 그것을 잘 운영해나갈 수 있음이 증명됐다. 그리고 이 실험을 바탕으로 해서 폐쇄 및 반 폐쇄 상태인 대규모의 복잡한 생태계들이 생태학, 생화학, 지구화학, 그리고 지구 전체를 포괄하는 다른 과학 분야의 실험에서 믿을 만한 수단으로 여겨지고 있다. 따라서 그녀는 이렇게 말한다.
“첫 시도에서 우리가 얼마나 목표에 가까이 접근했는지 보라!”

• 출판사 서평

.가상의 우주 공간 바이오스피어2에 주목하라!

4월 8일, 세계 35번째, 한국인 최초 우주인이 탄생한다. 주인공 이소연 씨가 타고 갈 소유즈 soyuz 우주선, 5억짜리 우주복, 누구와 함께 가는지, 우주에서는 어떤 음식을 먹을지에 대한 궁금증이 한국 사회를 뜨겁게 달구고 있다. ‘머지않은 미래에 우주를 자유롭게 여행하고 지구가 아닌 우주 어느 공간에서 살 수 있게 되지 않을까?’ 이런 상상이 더 이상 꿈만은 아니다. 한국인 최초 우주인 탄생을 두고, 우주 강국 진입을 목표로 하는 정부가 국민적 지지를 얻기 위해 혈세를 낭비하는 국민적 이벤트를 벌이고 있다는 지적도 있지만, 지구의 미래가 우주 개발에 달려 있다고 믿는 한 인류의 우주 개발에 대한 도전은 계속될 것이며, 이미 50년 전부터 세계 곳곳에서 이루어지고 있다.

이 책은 인간이 화성에서 살 수 있는가를 실험한 바이오스피어2 프로젝트에 대한 내용이다. 1987년 미국 애리조나 사막 한가운데 세워진 바이오스피어2는 미래 우주 공간에서 인간이 살 때를 대비한 인간 실험 프로젝트였다. 바이오스피어2 프로젝트가 남긴 성공적인 결과나 보완해야 할 문제점으로 밝혀진 과학적 난제들은 결과적으로 생태계와 지구 기후변화 연구에 많은 도움을 주었다. 그때의 실험을 바탕으로 우주와 환경 양쪽을 모두 다루어 보려는 수많은 실험이 계속되어오고 있다. 더불어 이 실험을 통해서 과학이 우주 시대를 준비하고 또 우주 시대를 얼마나 가능하게 하는지, 인류가 화성에서 살 수 있는 준비는 어디까지 되어 있는지를 가늠해볼 수 있다.
과연 인류가 다른 행성에서도 살 수 있을까?
바이오스피어2는 화성에서의 생활을 대비한 인공 생물권이다. 남자 넷과 여자 넷이 애리조나 투손 사막에 건설된 1.275헥타르 넓이의 유리 온실 속에 스스로를 가두고 외부 세계와 완전히 단절된 채 2년을 살았다. 과학자들은 불가능한 일이라고 단언했고 언론에서는 사기라고 떠들어댔다.
그곳에서 생활한 2년 20분의 시간을 견뎌낸 여성 대원 제인 포인터가 들려주는 비공개 스토리가 바이오스피어2에서 다시 바이오스피어1으로 귀환한 지 10여 년 만에 우여곡절을 겪고 이제야 최초로 낱낱이 공개된다.

.대담하고 상상력이 넘치는 프로젝트 바이오스피어2

미래 우주 공간에서 인간이 살게 될 때를 대비해, 또는 지구의 미래 환경을 위한 자료를 얻기 위해 지구의 생물권과 유사하게 만든 세계 최초의 인공 생물권으로 미국 애리조나 주州 투손Tucson 사막에 1987년부터 건설하기 시작했고 1991년 9월 26일부터 2년 동안은 남녀 여덟 명이 실제로 그 안에 살면서 실험했다.
바이오스피어2의 총면적은 1.275헥타르로 외부와 완전히 격리된 채 공기 한 점 통하지 않도록 밀폐된 인공 생물권이다. 내부는 집약농업 생물군계와 인간거주 구역, 그리고 다섯 개의 야생 생물군계 (대양 · 사막 · 열대우림 · 사바나 · 습지)로 구분해 건설했다. 여덟 명의 대원은 바이오스피어2 안에서 직접 벼 · 밀 · 상추 · 토마토 · 오이 · 당근 · 고구마 등 150여 종의 농작물과 돼지 · 닭 · 염소 등 4,000여 종의 생물과 함께 독립된 생태계를 이루어 철저한 자급자족 생활을 했다.
이 프로젝트를 실행할 때 식량, 물, 심지어는 공기까지도, 그 어떤 것도 그곳으로 가지고 들어가거나 가지고 나올 수 없다는 전제가 있었다. 실험 참가자들은 자신들이 살아남기 위해 필요한 모든 것을 내부의 축소판 생태계에서 직접 몸을 움직여 생산하는 것으로 해결해야 했다. 이것은 정말 뛰어난 온갖 사람들이 실행에 옮겨보려 들었던 시나리오였다.

.자급자족하는 우주 온실 바이오스피어2

바이오스피어2의 첫 번째 기능은 우주공간에서 사람이 살 수 있도록 해주는 것이다. 이는 지구와 떨어져 있으나 지구와 똑같은 생태계로 구성되어 모든 면에서 100퍼센트 재활용이 가능하며, 그 안에 거주하는 대원들에게 물질적으로 모든 면에서 자급자족을 할 수 있게 해주는 것이어야 했다.
바이오스피어2의 두 번째 기능은 생태학 연구를 위한 실험실, 즉 시험관 속에 축소 재현된 세계를 제공하는 것이다. 지구를 그대로 모방한 생물군계인 생태학적 지대는 바이오스피어의 소재이자 생태학 연구의 토대를 형성했다.

참고 = 위키백과, 나무위키, 교보문고

크리스천라이프 편집부