Фрэнсис Эшкрофт - На грани возможного: Наука выживания

• Название: На грани возможного: Наука выживания
• Автор: Фрэнсис Эшкрофт
• Жанр: Спорт
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-9614-4604-3

Одна из самых выдающихся женщин-ученых мира Фрэнсис Эшкрофт поднималась на Килиманджаро и погружалась с аквалангом, прошла что-то вроде «крещения огнем» в горячей японской купальне и даже спасла жизнь человеку, оказавшемуся в ледяной воде. Ее книга не только увлекательное чтение и научное сочинение, но и практическое руководство по выживанию.

И вполне возможно, она поможет вам в минуты высшего напряжения сил – идет ли речь о спорте, об аттракционе или о борьбе за жизнь.

---

На глубине более 200 м (21 бар) у людей и сухопутных животных развивается нервный синдром высокого давления (НСВД). Это нервное расстройство, известное в просторечии как «трясучка», поскольку вызывает дрожь. Помимо нее наблюдаются также головокружение, тошнота и кратковременные периоды отключения внимания – так называемый микросон. Причины НСВД еще недостаточно изучены, однако предположительно он может возникать из-за прямого воздействия давления на нервную систему, поскольку изолированные нервные клетки демонстрируют сходную гипервозбудимость при создании аналогичного давления в лабораторных условиях. Примечательно, что действие давления и действие анестезии взаимообусловлены. Головастики, например, замирают под воздействием слабого алкоголя (2,5 %) или высокого давления (20–30 бар), однако при одновременном воздействии того и другого благополучно продолжают плавать. Мыши под общим наркозом при увеличении давления просыпаются. НСВД же, напротив, под общей анестезией слабеет. Непосредственно на человеке такой эксперимент никогда не проводился, однако в результате экспериментов на животных выяснилось, что НСВД можно частично побороть добавлением небольшого количества азота к кислородно-гелиевой смеси. Такая смесь называется «тримикс» или КАГС.

НСВД ставит предел глубины, на которую может погрузиться ныряльщик в естественной среде. На гелиоксе предел этот составляет 200–250 м, однако на специальных дыхательных смесях, например, тримиксе, как показывают экспериментальные погружения, человек может выдержать глубину до 450 м в открытом море (и 600 м – в компрессионной камере). Однако подобные глубины все равно остаются уделом испытателей, обычному человеку туда путь заказан. Морские млекопитающие, напротив, активно осваивают области, лежащие ниже 200 м: кашалоты ныряют до 1100 м, а морские слоны достигали и полутора километров глубины. Многие другие представители фауны – рыбы, бактерии, многощетинковые черви – выдерживают и большие глубины, обитая вокруг «черных курильщиков» на срединно-океанических хребтах. Почему же у них не возникает НСВД? Исследования глубоководных видов показывают, что у этих животных гораздо выше порог чувствительности к НСВД. Более того, высокое давление необходимо им для нормального функционирования организма, поскольку в их случае именно декомпрессия может вызвать состояние, сходное с НСВД. Поэтому их можно назвать «облигатными барофилами». В настоящее время ученые бьются над загадкой, как под таким экстремальным давлением функционируют клетки организма.

Жизнь на глубине

Как мы уже видели, в жидкостях тела под давлением глубины растворяется больше газа. На чрезвычайно больших глубинах декомпрессия даже после короткого нырка может требовать долгих часов, поэтому возвращаться сразу на поверхность нецелесообразно. В таких случаях подводники и живут, и работают на глубине, возвращаясь после смены в жилую капсулу, где поддерживается давление, равное давлению окружающей воды. Такая практика называется «методом длительного пребывания» или «насыщенным погружением», поскольку ткани организма успевают полностью насытиться азотом. В последнее время эта практика обрела относительную популярность, и многим подводникам приходится по несколько недель проводить на глубине, не поднимаясь на поверхность. Вахта длиной в месяц – обычное дело для водолазов на нефтяных платформах в Северном море, занимающихся укладкой и ремонтом трубопроводов на океанском дне.

Подводники-вахтовики обычно дышат гелиоксом, причем точный состав смеси определяется глубиной «проживания». Один из главных недостатков гелиокса – изменение тембра голоса, но с этим помогает справиться специальный электронный прибор – расшифровщик, делающий исковерканную под воздействием гелия речь понятной. Из-за высокой теплопроводности гелия и, как следствие, повышения теплоотдачи организма в жилых помещениях приходится поддерживать температуру около 30° С. В остальном жизнь на глубине вполне сносная. Из очевидных трудностей можно назвать еще скуку долгих периодов декомпрессии: после насыщенного погружения на 100 м на декомпрессию уходит четыре дня, и десять – после подъема с 300-метровой глубины. В это время подводнику остается только ждать. Даже когда давление наконец уравнивается с атмосферным, профессиональным подводникам приходится еще несколько часов провести вблизи декомпрессионной камеры – на случай возникновения кессонной болезни. В одном проценте погружений те или иные симптомы кессонной болезни все-таки возникают – даже при соблюдении расчетного графика подъема на поверхность, и тогда требуется лечение в рекомпрессионной камере.

Проблемы вызывают также случаи, требующие скорой медицинской помощи в глубоководном жилище подводников, поскольку на доставку туда врача уйдут долгие часы. Поэтому всех вахтовиков учат основам гипербарической медицины, а в больших командах подводников нескольких человек обучают и более сложным процедурам – местной анестезии или установке капельницы. Однако в самых серьезных случаях пострадавшего подводника приходится эвакуировать. Самый быстрый и безболезненный способ эвакуации – в гипербарической транспортной капсуле, где поддерживается давление обитаемого слоя глубины. Такие капсулы используются, например, в шотландском Национальном гипербарическом центре в Абердине для подводников, работающих на нефтяных месторождениях Северного моря. В одноместной капсуле пострадавшего (заболевшего или раненого) подводника поднимают из жилых глубоководных помещений на поверхность. Там его переносят на вертолет, в более просторную двухместную капсулу, где с ним работает врач. По прибытии на сушу подводника все под тем же давлением перевозят в большую медицинскую барокамеру для дальнейшего лечения. Все суда, обеспечивающие подводные работы в Северном море, оборудованы гипербарическими спасательными шлюпками на несколько человек – на случай если придется по каким-то причинам эвакуировать людей из жилой капсулы.

Отсроченная опасность

Об отдаленных последствиях работы под давлением стало известно еще сто лет назад, когда они начали проявляться у кессонных рабочих. Жалобы на парализующую боль в бедренном и плечевом суставах поступали от них иногда спустя довольно долгое время после прекращения работ на глубине, и рентгеновские снимки демонстрировали разрушение сустава. Первый аналогичный случай у ныряльщика был зафиксирован лишь 30 лет спустя, однако с тех пор поток жалоб неуклонно рос.

Коварство глубин

Давление – не единственное препятствие для ныряльщика на глубине. К давлению добавляются сильный холод и состояние невесомости. Кроме того, в воде иначе работают органы зрения, слуха и ориентация в пространстве.

Почти все ныряльщики надевают очки или маску для плавания, поскольку без них зрачок не может сфокусироваться и все кажется расплывчатым. Происходит это потому, что, попадая из одной среды в другую (в данном случае – из воздуха или воды в глаз), луч света преломляется. Благодаря этому свойству световые лучи фокусируются на слое светочувствительных клеток, называемых сетчаткой, расположенной внутри глаза. Степень преломления на поверхности глаза в воде гораздо меньше, чем в воздухе, поэтому и не удается сфокусировать изображение на сетчатке. Проблема преодолевается созданием вокруг глаза воздушного пространства с помощью очков или маски. Однако из-за преломления лучей на стеклянно-водной границе маски окружающие предметы покажутся под водой процентов на тридцать больше и ближе, чем в воздушной среде. Вспомните об этом, когда будете слушать очередные страшные сказки про гигантских акул.

Вода поглощает свет, поэтому его яркость уменьшается по мере погружения, и уже на 600 м в океане царит кромешная тьма. Поскольку красный свет поглощается легче синего, вода служит заодно и цветовым фильтром. По мере погружения пропадают сначала красные и желтые цвета, затем зеленые, пока не остается одна синева. Поэтическое описание этой игры красок составил Уильям Биб. Опустившись в своей батисфере на 15 м, он наблюдал вокруг «сияющую сине-зеленую дымку», которая постепенно сменилась «холодными зелеными сумерками», превратившись на 100 м в кристальный голубой. На глубине 200 м все вокруг стало «загадочным прозрачно-синим, какого просто не существует наверху, и наши зрительные нервы запутались окончательно». Сияние голубого усиливал прожектор, «желтее которого я в жизни не видел». Постепенно этот ослепительный синий цвет густел, становясь темно-чернильным, однако впечатление у Биба все равно осталось незабываемое. По свидетельствам остальных исследователей, синий сменяется густо-фиолетовым, который, в свою очередь, уходит в кромешную бархатную темноту, чернее самой ночи.

Интересный факт: описание Биба, скорее всего, прочел Томас Манн и включил в свой роман «Доктор Фаустус». Его герой, Адриан, утверждает, что вместе с американским ученым Кейперкейзли установил новый мировой рекорд глубины. По его рассказу, они с профессором «в шаровидной батисфере внутренним диаметром всего в 1,2 м, оборудованной примерно так же, как стратостат, погрузились с помощью лебедки сопровождающего судна в необычайно глубокий в этих местах океан. ‹…› Сначала их окружала кристально-прозрачная, пронизанная солнечным светом вода». «Однако свет сверху проникал всего на какие-нибудь пятьдесят семь метров» и ниже «сквозь кварцевые оконца водолазам видна была теперь трудноописуемая черная синева. ‹…› Затем кругом воцарилась абсолютная чернота, темень межзвездного пространства, куда во веки веков не проникал и слабейший солнечный луч»[3].