在生物圈二號封閉之前，其空氣、土壤、植物以及海里的碳含量都被仔細地測量過。陽光激發光合作用後，一定量的碳就從空氣中轉移到了生物體內。於是，每收穫一種植物，生物圈人都煞費苦心地為其稱重並記錄下來。他們可以通過微小的干擾來觀察碳分佈是如何變化的。比如，當琳達·利以一場人工夏日雨"刺激熱帶草原"時，生物圈人就同時測量底層土、表層土、空氣和水等各個範圍的碳水平。在兩年結束時，他們繪製了一張極其詳盡的圖表，標明瞭所有的碳分佈點。他們還通過儲存乾燥的葉片樣本，記錄其中自然產生的碳同位素的比例變化，來追蹤碳在這個模擬世界中的運動軌跡。
碳只是其中的一個謎。而另一個謎更奇怪。生物圈二號裡的氧氣含量比外面要低，從21%降低到15%，氧氣含量下降了6%。這相當於把生物圈二號遷移到海拔更高、空氣更稀薄的地方。西藏拉薩的居民就生活在類似的低氧環境中。生物圈人因而體驗到頭痛、失眠和易於疲倦。儘管不是災難性事件，但是氧含量下降仍令人感到困惑。在一個密閉的瓶子裡，消失的氧氣去了哪裡呢？
和碳的失蹤不一樣，人們完全沒有預料到生物圈二號裡的氧氣會失蹤。有推測說生物圈二號裡的氧被固鎖在了新近改造過的泥土中，可能被微生物生成的碳酸鹽捕獲了。要麼，可能被新拌的混凝土吸收了。在對科學文獻的快速檢索中，生物圈的學者們發現有關地球大氣中氧含量的資料少得可憐。目前僅知的（但幾乎沒有報道過）事實是，地球大氣中的氧很可能也在消失！沒有人知道原因，也不知道少了多少。頗有遠見的物理學家弗里曼·戴森說："我很震驚，全世界的民眾竟然都默不做聲，沒有人想要了解我們消耗氧氣的速度有多快。"他是為數不多的提出這個問題的科學家之一。
那麼，為什麼要止步於此呢？一些觀察生物圈二號試驗的專家建議，下一步應該追蹤氮的來源和去向。儘管氮是大氣中的主要成分，人們對它在大迴圈中的作用也只是略知一二。與碳和氧一樣，目前對它的瞭解都來自於還原論者的實驗室實驗或計算機模型。還有一些人提議，下一步生物圈人應該測定鈉元素和磷元素。生物圈二號對科學做出的最重要貢獻可能就是提出了關於蓋亞和大氣的很多重要問題。
當生物圈內的二氧化碳含量首度急遽上升時，生物圈人採取了對抗措施來限制二氧化碳的上升。"有意的季節調配"是平衡大氣的主要方法。選一片乾燥的、休眠中的熱帶草原、沙漠或荊棘叢，通過升高溫度來喚醒它進入春天。很快，葉芽紛紛隆起。然後再降一場大雨。嘭！四天之內所有的植物都爆發出枝葉和花朵。被喚醒的生物群落貪婪地吸收著二氧化碳。一旦喚醒這個生態群落，就可以通過修剪老齡枝條來促發新枝，消耗二氧化碳，讓它在原本休眠的時間內保持活躍的狀態。正如利在第一年的深秋時寫到的："冬日漸短，我們必須做好應對光照減少的準備。今天，我們修剪了雨林北部的邊緣地帶，以促使其快速生長----這是一項日常的大氣管理工作。"
這些人通過"二氧化碳閥門"來管理大氣。有時候他們會反過來做：為了向空氣中充入二氧化碳，生物圈人把早先修剪下來的乾草拖出來，鋪在地面上並弄溼。細菌在把它們分解的過程中就會釋放出二氧化碳。
利把生物圈人對大氣的干預稱為"分子經濟"。他們在調節大氣的時候，可以"把碳安全地儲存在我們的賬戶裡，等到來年夏日變長、植物生長需要它的時候，再把它取出來"。那些地下室就扮演著碳銀行的角色，修剪下來的枝條都堆放在那裡並被晾乾。需要的時候就把這些碳借貸出去，大多時候伴隨著水。生物圈二號中的水從一個地方奔向另一個地方，非常像聯邦政府用來刺激地區經濟的支出手段。把水灌到沙漠，二氧化碳含量就降低；把水澆到乾枯的草墊上，二氧化碳含量就增加。在地球上，我們的碳銀行就是阿拉伯沙漠地下的石油，但是我們所做的卻只是消費。
生物圈二號將漫長的地質時間壓縮在了幾年裡。生物圈人對碳儲存和碳釋放的"地質"調節過程進行擺弄的目的，正是期望能夠對大氣進行粗略的調整。他們擺弄海洋，降低其溫度，調整含鹽滲透液的迴流，稍稍改變它的ph值，他們還同時對其他上千種變數進行推斷。利說："正是這上千種變數使得生物圈二號系統極具挑戰性，其表現也離經叛道。我們中的大多數人平時被教導的都是不要同時考慮哪怕是兩個變數。"生物圈人希望，幸運的話，第一年就能通過一些精心選擇的重要舉措緩和大氣和海洋初始的狂野震盪。他們將充當輔助輪，直至這個系統在全年裡都可以只依賴太陽、季節、植物和動物的自然活動就保持自己的平衡。到那個時候，系統就"冒出"了。
"冒出"是海水養魚愛好者的行話，用來描述一個新魚缸在經過曲折漫長的不穩定時期之後，突然穩定下來的情形。像生物圈二號一樣，海水魚缸是一個精緻的封閉系統，它依賴於看不見的微生物來處理較大動植物排洩的廢物。正如戈麥斯、弗爾薩姆、皮姆在他們的小世界中所發現的，一個穩定的微生物群落的成型可能需要60天的時間。在魚缸裡，各種細菌需要幾個月時間構建食物網，讓自己在新魚缸的礫石中安頓下來。隨著更多的生命物種慢慢加入這個未成熟的魚缸，水環境極易陷於惡性迴圈。如果某種成分超量（比如說氨），就會導致一些生物死亡，而生物腐爛又會釋放更多的氨、殺死更多的生物，進而迅速引發整個群落的崩潰。為了讓魚缸能夠平穩地通過這段極敏感的不平衡期，養魚愛好者會通過適當的換水、新增化學藥品、安裝過濾裝置以及引入其他穩定魚缸裡的細菌等手段來柔和地刺激這個生態系統。經過6周左右的微生物層面上的互相遷就----在此期間新生群落一直徘徊在混沌的邊緣----突然，系統在一夜之間"冒出"來了，氨氣迅速歸零。它現在可以長久地運轉下去了。系統一旦"冒出"，其自立、自穩定程度就更高，也就不再需要初創時所需的人為扶持。
有趣的是，一個封閉系統在"冒出"前後的兩天裡，其所處的環境幾乎沒有什麼變化。除了能做點"保姆"的工作外，你能做的往往只有等待。等待它發育，成熟，長大，發展。海水養魚愛好者建議說："不要著急，不要在系統自組織的時候就急著催它孕育。你能給它的最重要的東西就是時間。"
兩年以後，生物圈二號仍然綠意盎然，它正在成熟。它經歷了需要"人為"照料使之安定下來的狂野的初期振盪。它還沒有"冒出"。也許還要幾年（甚或幾十年）才能"冒出"----假使它可以並且能夠冒出的話。這正是這個實驗的目的。
我們還沒有真正注意到，但是我們可能會發現，所有複雜的共同進化系統都需要"冒出"。生態系統恢復者，如恢復大草原的帕卡德和恢復楠薩奇島的溫蓋特，似乎都發現，可以通過逐漸提高複雜性來重組大型系統；一旦一個系統達到了穩定水平，它就不會輕易地趨向於倒退，彷彿這個系統被新的複雜性帶來的凝聚力所"吸引"。人類組織，比如團隊和公司，也顯示了"冒出"的特徵。某些輕微的助力----新加入進來的合適的管理者，巧妙的新工具----可以馬上把35個勤奮而有能力的人組織成一個富有創造力的有機體，並取得遙遙領先的成功。只要我們利用足夠的複雜性和靈活性來製造機器和機械系統，它們也會"冒出"。
9.4生命科學的迴旋加速器
就在生物圈的草原、森林、農場以及生物圈人的居所之下，藏有生物圈二號的另一副面孔：機械的"技術圈"。"技術圈"的存在正是為了協助生物圈二號"冒出"。在這片荒野的幾處地方，有盤旋向下的樓梯通向塞滿各種裝置的洞穴狀地下室。那裡有手臂般粗細、以顏色編碼的管道，順牆蜿蜒50英里。還有如電影《巴西》中的巨大的管道系統，綿延數英里的電子線路，佈滿重型工具的工作間，擠滿脫粒機和碾谷機的走廊；備件架、開關盒、儀表盤、真空鼓風機、200多部馬達、100臺水泵、60個風扇。恍若潛水艇的內部，又彷彿摩天大樓的背面部分。這片地盤為工業"廢墟"所佔有。
技術圈支撐著生物圈。巨大的鼓風機每天要把生物圈二號的空氣迴圈好幾次；重型水泵抽排雨水；造波機的馬達不分晝夜地執行；各種機器嗡嗡作響。這個毫無掩飾的機器世界不是在生物圈二號外面，而是在它的肌體內，就像是骨骼或軟骨，是一個更大有機體的不可分割的部分。
譬如說，生物圈二號的珊瑚礁離開了藏有藻類清潔器的地下室就不能存活。清潔器是個桌子大小、佈滿藻類的淺塑膠盤。照亮整個房間的是鹵素太陽燈，和展覽館內為人工珊瑚礁照明用的燈一樣。事實上，清潔器就如同生物圈二號內珊瑚礁的機械腎臟。它們與池塘過濾器淨化水質的功能相仿。藻類消耗珊瑚礁排洩出來的廢物，在強烈的人工陽光下迅速增殖成粘稠的綠毯子。綠色的粘絲很快就會堵塞清潔器。就像水池或魚缸的過濾器一樣，每隔十天就需要有個倒霉蛋來把它刮乾淨，這是那8個人的另一個工作。清洗藻類清潔器（清潔下來的東西成為肥料）是生物圈二號裡最不討好的工作。
整個系統的神經中樞是生物圈二號的電腦控制室，主持工作的"人工大腦皮層"則由周圍的電線、積體電路片以及感測器構建而成。一個軟體網路對設施中的每個閥門、每條管道、每部馬達都進行了模擬。方舟裡的任何風吹草動----無論是自然的還是人工的，很少能逃過分散式計算機的知覺。生物圈二號就如同連為一體的怪獸。空氣、土壤和水中的約百種化學成分都被不間斷地測量。生物圈二號的管理機構sbv寄望於從該專案中剝離出一種潛在的盈利技術----精密的環境監控技術。
馬克·尼爾森說過，生物圈二號是"生態和技術的聯姻"，他是對的。這正是生物圈二號的動人之處----它是一個生態技術的極佳範例，是自然和技術的共棲。我們並不太瞭解如何在沒有安裝水泵的情況下構建生物群落，但是在水泵的輔助下，我們能夠嘗試著將系統建立起來並且從中學習。
在很大程度上，這是個學習新的控制機制的過程。託尼·博格斯表示："nasa追求的是對資源利用的最佳化。他們選中小麥，就對小麥的生產環境進行最佳化。但問題是，當把一大堆物種放在一起時，你不可能分別最佳化每一個物種，你只能對整體進行最佳化。如果依次最佳化的話，你就會變得依賴於工程控制。sbv希望能夠以生態控制取代工程控制，最終也會降低成本。你也許會失去生產過程中的某些最優性，但卻擺脫了對技術的依賴性。"
生物圈二號是一個用於生態實驗的巨大燒瓶，對環境的控制需要比野外實驗所能（或應該）做到的更多。我們可以在實驗室裡研究個體生命。但是要想觀察生態生命和生物圈生命就需要一個更加龐大的空間。在生物圈二號裡面，我們可以很有把握地引入或剔除一個單獨的物種，並確信其他的物種不會受到改變----這都是因為這個空間足夠大，能產生某種"生態的"東西。約翰·艾倫說："生物圈二號是生命科學的迴旋加速器。"
或許生物圈二號真的是一個更好的諾亞方舟，一個大籠子裡的未來動物園。在那裡，包括自詡為智人的觀察者在內的一切事物都可以順其自然地發展。物種們無拘無束，並與其他物種一起共同進化出任何可能的結局。
與此同時，那些夢想駕馭太空的人們把生物圈二號視為脫離地球神遊銀河系的一個務實步驟。從空間技術的角度看，生物圈二號是自登月以來最震撼人心的進展。而nasa不僅在概念階段就對此冷嘲熱諷，更是自始至終都拒絕施以援手。最終他們不得不吞下高傲的苦果，承認這個實驗確實有所收穫。失控生物學有了自己的位置。
所有這些意義，其實都是某種演變的宣示。多里昂·薩根在其著作《生物圈》裡對此做了精闢的描述：
這些被稱為生物圈的"人造"生態系統歸根結底也是"自然的"----它是一種行星尺度上的現象，屬於生命整體上可復現的奇特表現的一部分......我們正處在行星演變的第一個階段......在這個階段明確無疑的是要復現個體----既不是微生物，也不是植物或動物，而是作為一個整體的、鮮活的地球......
是的，人類捲入了這場複製，但難道昆蟲沒有參與花的複製嗎？鮮活的地球現在依靠我們和我們的工程技術來完成其復現，但這並不能否定，表面上為人類搭建的生物圈，實際上代表的是行星尺度內的生物系統的複製......
什麼算是明確的成功？8個人住在裡面兩年？那麼十年，或者一個世紀又怎麼樣呢？事實上，生物圈的復現----那個在內部回收和再造人類生活所需一切的棲息地----開啟了某種我們無法預知其結局的東西。
當一切運轉順利、能騰出時間自由幻想時，生物圈人可以想想，這個系統將會走向哪裡？下一步是什麼？是一個南極生物圈二號綠洲？還是一個更大的生物圈二號，裡面有更多的蟲子、鳥類和漿果？最有趣的問題可能是：生物圈二號到底能有多小？日本人是微縮化的大師，他們如痴如醉地迷戀上了生物圈二號。日本的一個民意調查顯示，超過50%的人口認同這項實驗。對於這些生活於幽閉的方尺之居以及孤零零的島嶼上的人們來說，微型生物圈二號似乎相當有魅力。事實上，日本的一個政府部門已經公佈了一項關於生物圈j的計劃。據他們所說，這個"j"代表的不是日本，它代表的是junior，意即更微小。官方草圖顯示了由一個個房間構成的小雜院，由人造光源照明，內裡塞滿了緊湊的生態系統。
建造生物圈二號的生態技術學家們已經理清了一些基本技巧。他們知道如何密封玻璃，如何在非常小的面積裡更替種植作物，如何回收自己的排洩物，如何平衡大氣，如何適應無紙生活，以及如何在其中和睦相處。這對任何規模的生物圈來說都是一個很好的開端。將來還會出現各種規模、各種型別的生物圈二號，可以容納各種各樣的物種組合。馬克·尼爾森告訴我："將來，生物圈會在無數個方向上開枝散葉。"並且他認為，規模各異、組合不同的生物圈就彷彿是不同的物種，為開疆拓土而爭鬥，為共享基因而結合，以生物有機體的方式雜交。它們會在星球上安家落戶。地球上的每個城市中也都應該擁有一個用於實驗和教學的生物圈。
9.5終極技術
1991年春天的一個晚上，由於某個管理上的疏忽，我被一個人留在了快要完成的生物圈裡。當時，建築工人已經收工回家，sbv的員工正在關閉山頂上的照明燈，只有我一個人呆在蓋亞的第一代後裔裡面。這裡靜得離奇，彷彿置身於一座大教堂中。我在農業群落中游蕩，可以隱隱聽見遠處大海傳來沉悶的砰砰聲，那是造波機每隔12秒湧起一個波浪時發出的撞擊聲。造波機吸進海水，再吐出來形成波浪。正如琳達·利所說，在造波機附近聽到的聲音就像灰鯨噴氣的聲音。站在園林裡，那遠遠傳來的低沉呻吟，聽起來如同西藏喇嘛在地下室裡吟唱誦經。
外面，是黃昏時刻的褐色沙漠。裡面，是充滿生機的綠色世界----高高的草叢，漂浮在盆中的海藻，成熟的蕃木瓜，魚兒騰躍濺起的水珠。我呼吸著植物的氣息，那是一種在叢林和沼澤中聞得到的濃濃的植物味。大氣緩緩地流動；水不斷地迴圈；支撐起這個空間的框架逐漸冷卻，發出嘎嘎的聲音。這片綠洲生機勃勃，卻寂靜無聲，一切都在靜靜地忙碌著。這裡看不到人影。但是，某些事物正在一起上演，我能夠體會到生命共同進化中的"共同"二字。
太陽快要下山了。柔和而溫暖的陽光照在這座白色大教堂上。我想，我可以在這兒住一陣子。這裡有一種空間感，是一個溫暖舒適的洞穴，而晚上則依然會向星空開放，成為一個孕育思想的地方。馬克·尼爾森說："如果我們真想在太空中過人類一樣的生活，那麼我們就必須學會如何建立生態圈。"他說，在蘇聯的太空實驗室裡，那些無暇做無聊事情的大男子們從床上飄起後做的第一件事，就是侍弄小小的豌豆苗"實驗"。這種和豌豆的密切關係對他們來說至關重要。我們都需要其他生命。
如果在火星上的話，我只會生活在人造生物圈裡。而在地球，生活在人造生物圈裡卻是一項崇高的實驗，只有那些先驅者才會去做。我能想象，這給人一種生活在一個巨大試管裡的感覺。在生物圈二號裡，我們將學到有關地球、我們自己以及我們所依賴的無數其他物種的大量知識。我堅信，有朝一日，我們在這裡所學的知識必將用在火星或月球上。事實上，它已經教會我這個旁觀者，要像人類一樣生活就意味著要和其他生命一起生活。我的內心已經不再擔心，機器技術將替代所有生物物種。我相信，我們會保留其他的物種，因為生物圈二號幫助我們證明了，生命就是技術。生命是終極技術。機器技術只不過是生命技術的臨時替代品而已。隨著我們對機器的改進，它們會變得更有機，更生物化，更近似生命，因為生命是生物的最高技術。總有一天，生物圈二號中的技術圈大多會由工程生命和類生命系統替代。總有一天，機器和生物間的差別會很難區分。當然，"純"生命仍將有它自己的一席之地。我們今天稱之為的生命將依然是終極技術，因為它具有自治性----它能夠自立，更重要的是，它能夠自主學習。任何種類的終極技術都必然會贏得工程師、公司、銀行家、幻想家以及先行者們的支援----而他們都曾經被視為純生命的最大威脅。
在這片沙漠中停泊的玻璃宇宙飛船被稱為生物圈，因為其中貫穿著生物圈邏輯。生物圈邏輯（生物邏輯，生物學）正在融合有機體和機械。在生物工程公司的廠房裡和神經網路計算機的晶片內，有機體和機器正在融合。不過，沒有哪處能夠把生物和人造物的聯姻像在生物圈二號容器中那樣呈現得淋漓盡致。哪裡是合成珊瑚礁的終點，哪裡又是嘩啦作響的造波機的起點？哪裡是處理廢物的沼澤的起點，哪裡又是廁所排水管的終點？控制大氣的究竟是風扇還是土裡的蟲子？
生物圈二號之旅收穫的大都是疑問。我在裡面興致勃勃地呆上幾個小時，就得到了需要考慮許多年的問題。足夠了。我轉動氣塞門上的巨大把手，走出安靜的生物圈二號，走進黃昏的沙漠。如果能在裡面呆上兩年的話，那一定會充實整個人生。
關鍵捕食者（keystonepredators）：指生物群落中，處於較高營養級的少數物種，其取食活動對群落的結構產生巨大的影響，稱關鍵種，關鍵捕食者或稱頂級捕食者，去除後會對群落結構產生重大影響。
生態位（ecologicalniche）：又稱小生境，是一個既抽象而含義又十分廣泛的生態學概念，主要是自然生態系統中種群在時間、空間上的位置及其與相關種群之間的關係。1910年，美國學者r·h·約翰遜第一次在生態學論述中使用生態位一詞。
史密森尼（smithsonian）：這裡指史密森尼學會位於美國華盛頓地區的博物館群。
奧薩博島豬（ossabawislandpig）：生活在美國喬治亞州海岸對過不遠的奧薩博島，由400年前從西班牙引進、逃入島東南樹林的豬種野化繁衍而成，屬瀕危豬種。其特點為：矮小，耳尖，喙長，皮厚，脂肪多，有黑、斑點黑、白、紅、褐5種顏色，保有西班牙豬種的遺傳特徵。為適應該島春季食物短缺的生態，該豬種形成了獨特的脂肪代謝系統，並在儲存大量脂肪的同時，患有低度、非胰島素依賴的糖尿病，是醫學實驗的理想品種。
邊緣物種：指生活於群落交錯區裡的生物。
ppm：衡量空氣中某種氣體密度的單位，指100萬體積空氣中某種氣體所佔的體積。
生物量（biomass）：生態學術語，指某一時刻單位實存生活的有機物質總量。
輔助輪（trainingwheels）：附加於腳踏車後輪邊的兩個輪子，用來幫助初學者找到平衡的感覺。
電影《巴西》（brazil）：又譯《妙想天開》，科幻片，1985年上映，講述在未來資訊管控的時代中，一個政府部門的小人物為了調查"漏洞"引起的冤案而與國家機器乃至其自身相抗爭的故事。
多里昂·薩根（dorionsagan）：美國科技作家，寫了很多進化論方面的書。多里昂·薩根為卡爾·薩根與瑪格麗絲的兒子，從1981年開始與母親瑪格麗絲合作發表文章。