Em 26 de setembro de 1991, oito pessoas se trancaram voluntariamente dentro de uma redoma de vidro e aço no meio do deserto do Arizona e, de quebra, quase morreram sufocadas pelo próprio otimismo. Não havia vírus, não havia sabotagem, não havia nenhum vilão de filme B espreitando pelos corredores. Havia, isso sim, um adversário muito mais chato e muito mais eficiente: o concreto. Bem-vindos à Biosfera 2, o experimento de US$ 150 a 200 milhões que prometia ensaiar a colonização de Marte e acabou dando uma aula magistral sobre como a Terra, com todos os seus bilhões de anos de rodagem, ainda sabe humilhar qualquer tentativa humana de replicá-la em escala reduzida.

A ideia, à primeira vista, tinha a elegância de um bom projeto de ficção científica. Financiada pelo bilionário texano Ed Bass e idealizada por John P. Allen, a estrutura ocupava cerca de 1,27 hectare perto da cidade de Oracle e reproduzia, dentro de um único invólucro hermético, uma floresta tropical, um oceano com recife de coral, um deserto, uma savana, áreas úmidas, terras agrícolas e até alojamentos humanos. Um mundo inteiro, ou pelo menos a caricatura mais ambiciosa dele, comprimido debaixo de um teto de vidro, e que segue até hoje como o maior sistema ecológico fechado já construído pela humanidade.

O nome também não era modesto: se aquilo ali dentro era a Biosfera 2, a Terra, com sua displicência de bilhões de anos de testes e erros, ganhava o título honorário de Biosfera 1. A missão declarada era nobre, estudar ciclos biogeoquímicos, testar se humanos conseguiriam viver de forma autossustentável sem qualquer suporte externo e treinar terreno para futuras colônias espaciais. Na prática, o projeto virou um dos experimentos mais espetacularmente mal calculados da história recente da Ciência, e olha que a concorrência não é pequena.

E tudo porque ninguém perguntou a um químico.

A tripulação era formada por quatro homens e quatro mulheres, batizados de “biosferianos”: Abigail Alling, Linda Leigh, Taber MacCallum, Jane Poynter, Sally Silverstone, Mark Van Thillo, Roy Walford e Bernd Zabel. A missão estava planejada para durar exatos dois anos, e foi isso que aconteceu, do fechamento das portas em setembro de 1991 até a saída, também em 26 de setembro, mas de 1993.

Os primeiros meses estava tudo perfeito e até parecia que o sonho funcionaria. Depois, a atmosfera cuidadosamente controlada começou a se comportar como um adolescente rebelde: o oxigênio, que partira de cerca de 21%, foi minguando mês após mês até estacionar em torno de 14,5%, 16 meses depois. Para efeito de comparação, essa é a concentração de oxigênio equivalente à que se respira a mais de 4.000 metros de altitude, algo como acampar permanentemente no acampamento-base do Everest sem ter pedido para isso. Os biosferianos começaram a apresentar sintomas clássicos do mal da altitude: fadiga constante, apneia do sono, dificuldade de concentração, a ponto de Roy Walford, o médico do grupo, não conseguir mais completar uma conta simples de cabeça.

O vilão, quando finalmente identificado, tinha uma modéstia quase insultante. Não foi nenhuma falha grandiosa de engenharia nem um erro de cálculo orbital digno de manchete, foi a simples ignorância em Química, tendo como coadjuvante o solo.

Rico demais em matéria orgânica, o solo da instalação abrigava micro-organismos extremamente aplicados, que respiravam exatamente como qualquer bactéria decente respira: oxidando compostos orgânicos e devolvendo o saldo em CO₂ e água, numa reação de manual de bioquímica (algo como C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O, trocando glicose e oxigênio por dióxido de carbono e água). Até aí, nada que um sistema fechado bem projetado não devesse absorver de volta pela fotossíntese das próprias plantas. O problema é a falta de compreensão do que é concreto quimicamente.

O concreto é rico em hidróxido de cálcio, que se hidrata (por isso você molha) e absorve gás carbônico do ar formando carbonato de cálcio (Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O). Como ali era um sistema quase fechado, a construção virou um sumidouro silencioso e voraz de carbono. O carbonato de cálcio formado ficava aprisionado na própria estrutura das paredes, sólido e inerte, sem qualquer intenção de devolver o gás para a atmosfera. O resultado prático era um passe de mágica cruel: o oxigênio desaparecia, consumido pelos micro-organismos do solo, mas o CO₂ que deveria aparecer em seu lugar também sumia, sequestrado pelo concreto antes que qualquer sensor pudesse acusar o desequilíbrio, o que dificultava para as plantas fazerem a fotossíntese, e sem fotossíntese, não havia a produção de oxigênio.

Coube a dois geoquímicos (com eles a oração e a paz) da Universidade Columbia, Wallace Broecker e seu então orientando Jeff Severinghaus, decifrar o mistério recorrendo à análise isotópica do ar da instalação: como o CO₂ de origem biológica carrega uma assinatura característica, empobrecida no isótopo carbono-13 em relação ao carbono atmosférico comum (fruto do jeito como as enzimas do metabolismo preferem trabalhar com o isótopo mais leve, o carbono-12), eles conseguiram provar que o carbono estava sendo produzido pela respiração do solo e depois desviado, capturado quimicamente pelo concreto, em vez de simplesmente ir para a atmosfera e alimentar as plantinhas fofas.

Um trabalho de detetive químico que a diretoria do projeto poderia ter economizado se tivesse convidado um químico (com ele a oração e a paz) para opinar antes de derramar concreto fresco dentro de um sistema hermeticamente fechado. Mas isso seria pedir bom senso demais: preferem economizar na consulta e só depois confirmar, com pompa e circunstância científica, que químicos (com eles… bem você sabe) realmente fazem falta.

E o oxigênio foi só o começo da lista de decepções. Exatamente por falta de gás carbônico para a produção de alimento das plantas, as colheitas renderam bem menos do que o planejado, entre outros motivos porque o El Niño de 1991-1992 trouxe mais nuvens do que o normal para o Arizona e reduziu a luz disponível sacaneando a fotossíntese de vez, obrigando a tripulação a um regime de restrição calórica que fez os biosferianos perderem, em média, 16% do peso corporal antes de estabilizar e recuperar parte dele no segundo ano. Isso estava se tornando um outro tipo de experimento: um experimento social, ainda que involuntário e não-planejado.

A convivência, apertada e faminta, produziu o previsível: tensões interpessoais que dividiram o grupo em facções, numa versão laboratório de Dexter (o psicopata, não o do desenho) de reality show de confinamento, só que com consequências reais sobre a sobrevivência de todos. Espécies animais e vegetais foram morrendo ao longo do caminho, enquanto formigas e baratas, sempre elas, aproveitaram o vácuo ecológico para promover uma explosão populacional só delas. Certas plantas cresceram descontroladamente, e o conjunto todo formava um retrato nada lisonjeiro de como é difícil replicar, mesmo com tecnologia de ponta, o equilíbrio que a Terra construiu ao longo de eras geológicas inteiras sem pedir licença a ninguém.

Para que a missão de dois anos chegasse ao fim, foi preciso bombear oxigênio externo em duas ocasiões, janeiro e agosto de 1993, uma solução prática que, tecnicamente, furava todo o conceito de sistema fechado que dava sentido ao experimento, ou, num termo mais apropriado, trapacearam. Quando finalmente saíram, os biosferianos descreveram o instante como quase eufórico: Abigail Alling contou à imprensa que foi “uma sensação tremenda respirar”, enquanto outro integrante da equipe se descreveu, décadas depois, como “um respirador renascido, louvando o oxigênio” (tradução livre, mas o entusiasmo original é ainda mais literal).

Uma segunda tentativa, batizada de Missão Dois, começou em 1994 com uma nova equipe. Ela conseguiu, ao contrário da primeira, alcançar autossuficiência alimentar completa, mas durou apenas cerca de seis meses: disputas internas de gestão entre os patrocinadores do projeto levaram ao encerramento antecipado, e a experiência de fechamento humano na Biosfera 2 nunca mais se repetiu.

Na época, a imprensa não teve pena. Biosfera 2 foi amplamente tratada como fracasso, o tipo de rótulo fácil que qualquer experimento ousado corre o risco de carregar quando os resultados não saem como o marketing prometeu. O tempo, esse crítico mais paciente e menos sensacionalista, acabou sendo mais generoso. As lições sobre microbiologia do solo, ciclos de carbono, dinâmica de grupos isolados e complexidade de ecossistemas se mostraram valiosas demais para serem descartadas junto com as manchetes negativas da época.

Desde 2011, a instalação pertence e é administrada pela Universidade do Arizona, funcionando hoje como centro de pesquisa avançada em ciências da Terra, mudanças climáticas e conservação. Um dos projetos mais interessantes em curso ali é o Landscape Evolution Observatory, o LEO, formado por três encostas artificiais idênticas, cobertas por centenas de toneladas de rocha basáltica triturada e equipadas com milhares de sensores, que permitem acompanhar em tempo real como um solo nu se transforma pouco a pouco em paisagem viva, à medida que água, micro-organismos e depois plantas vão colonizando o terreno. O local segue aberto ao público, recebendo visitantes e programas educativos que transformaram o antigo símbolo de fracasso em atração científica de carne e osso, com direito a vidro temperado.

Fica, no fim das contas, uma lição que vale tanto para quem sonha com Marte quanto para quem só quer entender melhor o planeta em que já vive, e que ganha peso extra numa década em que se volta a falar seriamente em levar humanos de volta à Lua com o programa Artemis e, mais adiante, a Marte: replicar um ecossistema fechado é assumir a responsabilidade por cada variável invisível que a natureza administra de graça há bilhões de anos, do micróbio mais discreto do solo até a última molécula de dióxido de carbono que decide, sem avisar ninguém, se hospedar dentro da parede.

Como lição final, fica a dica: Sempre consulte um químico. Nós não somos tidos como seres perfeitos à toa (conosco a oração e a paz).

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Fontes:

• Arizona Daily Star
• Dartmouth Alumni Magazine
• EARTH Magazine
• M3 Engineering & Technology
• NPR
• ScienceDirect
• Scientific American