Многие, отдыхая на море или возле океана, любят нырять. А есть экстремалы – дайверы, профессиональные ныряльщики – которые делают это постоянно. Но ныряние – это не только познавательный процесс и интересное увлечение. Оно еще несет в себе и определенные угрозы.

Обычный человек, который специально не готовился к нырянию, может задержать дыхание под водой на одну минуту, а предел безопасной глубины для него составляет, по данным специалистам, около десяти метров.

Уже через полгода тренировок этот показатель возможно увеличить вдвое и довести до двадцати метров – если научиться задерживать дыхание на пять минут. Но глубже эксперты опускаться не советуют. Правда, сразу подчеркнем, что о рекорде погружения в воду сейчас мы не говорим.

Насколько глубоко человек может погружаться под воду

Что угрожает человеку при глубоком погружении

Основных угроз существует две:


      • гипоксия;
      • негативное воздействие на организм атмосферного давления.

Если человек длительное время находится под водой, не пополняя при этом запасы кислорода своих легких, у него в крови растет содержание углеродистых соединений. Недостаток кислорода в свою очередь приводит к гипоксии – опасному состоянию, который может негативно воздействовать на работу органов, тканей. Особенно губительна гипоксия для коры головного мозга.

Вторая опасность – давление. Вода намного тяжелее воздуха. И с каждым спуском глубиной десять метров оно становится все больше. В частности, на глубине тридцать метров оно составляет 4 бар.

Насколько глубоко человек может погружаться под воду

Если резко подниматься из зоны повышенного давления, развивается так называемая кессонная болезнь, провоцирующая боли в суставах и мышцах. Также может наступить паралич тела, потеря сознания, кровоизлияние.


Многие начинающие ныряльщики рассказывают, что на первых порах с непривычки у них сильно кружилась голова шла кровь из носа, а у некоторых, случалось, разрывались барабанные перепонки и возникали галлюцинации. Небезопасно слишком глубоко погружаться и в акваланге – по причине того же высокого давления.

А вот некоторые млекопитающие к глубинному погружению приспособлены гораздо лучше, чем человек. Среди них – нутрии, выдры, киты, бобры, также ластоногие. Также знатные ныряльщики – пингвины, утки, крокодилы, многие виды черепах и змей. Ондатра, например, может находиться под водой 12 минут, а крокодил – много часов. Ученые объясняют это тем, что дыхательный центр у этих животных не так чувствителен к соединениям углерода и они умеют экономно использовать кислород.

Насколько глубоко человек может погружаться под воду

Погружение под воду без акваланга: рекорд

А теперь о рекордах. Впервые планку глубины в сто метров преодолели ныряльщики Майорка и Майоль. Правда, официально этот результат не был зафиксирован. Зато их сделал прообразами главных героев в своем фильме «Голубая бездна» Люк Бессон.


В начале этого века француз Леферм погрузился без специального устройства на глубину 162 метра. До этого он же опускался до 137 метров. Третий рекорд его погубил – он достиг отметки 171 метр, но подняться не на поверхность не смог.

Есть еще понятие «свободное погружение». В этой категории рекорд среди женщин установила жительница России Наталья Молчанова – она смогла достичь без акваланга отметки 91 метр. У мужчин рекорд принадлежит жителю Новой Зеландии Уильяму Трабриджу – 121 метр.

stolko-to.ru

Все другие поверхности морского дна, на которых мне довелось побывать, даже на глубине 8230 метров в Новобританском желобе, хранили следы червяков и морских огурцов. Здесь же — ни единого признака развитых — не примитивных форм жизни. Я понимаю, что на самом деле поверхность впадины не безжизненна — в пробе, которую я взял, мы почти наверняка обнаружим новые виды бактерий. Но меня не покидает чувство, что я спустился на границу самой жизни.

Некоторые ученые из нашей команды считают, что жизнь действительно зародилась именно в этих бездонных глубинах около четырех миллиардов лет назад. Это стало возможным за счет колоссального количества энергии, высвободившейся во время субдукции океанической плиты, в результате чего и появился Марианский желоб. Я чувствую себя ничтожно малым перед бесконечностью всего того, что нам неизвестно. Я понимаю, как мала свеча, которую я зажег здесь за эти несколько минут, и как много еще остается сделать для познания нашего огромного мира.


10:25, глубина 10 877 метров, скорость 0,26 м/с

Я нашел северный склон и осторожно поднимаюсь по его волнистому гребню. Я почти в полутора километрах к северу от места своей посадки. Пока что никаких обнажений горных пород. В путешествии по плоскому дну впадины я нашел и сфотографировал два возможных признака жизни: лежащий на дне студенистый шарик, размером меньше детского кулачка, и темную полосу полтора метра длиной, которая может оказаться домом какого-нибудь подземного червя. Обе находки загадочны и не похожи ни на что из того, что мне приходилось видеть во время прежних погружений. Я сделал фотографии в высоком разрешении и предоставлю ученым возможность поломать над ними голову.

Но тем временем пара батарей, питающих батискаф, разряжаются, неисправен компас, а гидролокатор вовсе умер. Плюс я лишился двух из трех двигателей по правому борту, поэтому батискаф движется медленно, и управлять им стало сложнее. Все это — последствия сильнейшего давления. Я тороплюсь, понимая, что времени осталось мало, но надеюсь добраться до крутых обрывов — что-то подобное я наблюдал в Новобританском желобе: там их населяла популяция живых организмов, совершенно отличных от тех, что обитали на пологой поверхности впадины.


Внезапно я чувствую, что батискаф клонится вправо, и проверяю, что происходит с двигателями. Отказал последний двигатель правого борта. Теперь я не могу собирать образцы и делать снимки, поэтому оставаться здесь бесполезно. Я провел на дне менее трех часов. Неохотно я вызываю сушу и говорю команде, что готов к подъему.

10:30, глубина 10 877 метров, скорость 3 м/c

Всегда чуть медлишь, перед тем как нажать на переключатель, отвечающий за сброс балласта. Если грузы не упадут, ты не вернешься домой. Я несколько лет проектировал механизм высвобождения грузов, и инженеры, которые построили и протестировали его, поработали основательно: пожалуй, это самая надежная система во всем батискафе. Но когда тянешь руку к переключателю, всегда сомневаешься. Я не думаю слишком долго — я просто жму.

Щелчок. Раздается знакомое «бух», как только два 243-килограммовых груза соскальзывают по колее и падают на дно. Батискаф кренится, и дно тут же пропадает в полной темноте.

Я чувствую, как батискаф сопротивляется и раскачивается на пути вверх. Я двигаюсь со скоростью более трех метров в секунду — быстрее не поднимался еще ни один батискаф — я буду на поверхности максимум через полтора часа. Я представляю, как давление выталкивает батискаф, словно огромный питон, который не смог раздавить добычу и теперь медленно ослабляет хватку. Цифры на индикаторе глубины уменьшаются, и мне становится легче. Я возвращаюсь в мир воздуха и солнечного света, к нежному поцелую Сюзи.


Deepsea Challenge — это совместная научная экспедиция Джеймса Кэмерона, Национального географического общества и Rolex.

Через восемь месяцев, после того как Deepsea Challenger завершил свою экспедицию, команда объявила о предварительных результатах научных исследований. Анализ фотографий и проб, собранных во время погружения в Марианский желоб (а также за 12 других погружений батискафа и 19 беспилотных модулей), выявил различные формы жизни. Только со дна впадины Челленджер было поднято 20 тысяч микроорганизмов. Среди собранной фауны были изоподы и шесть видов креветкообразных амфиподов. (Интересно, что один амфипод из впадины Челленджер производит химическое соединение, которое в данный момент тестируют как лекарство от болезни Альцгеймера). Дальнейший анализ данных экспедиции может пролить свет на теорию адаптации организмов к высокому давлению и, возможно, даже на происхождение жизни.

Еще одним сюрпризом стал перерасчет глубины погружения Кэмерона. Точные вычисления показывают, что батискаф достиг глубины 10 908 метров, а не 10 898 — глубины, зафиксированной прибором во время погружения. Для сравнения, «Триест» в 1960 году достиг глубины 10 912 метров.

Оригинал

pikabu.ru

Ныряние с аквалангом


Пытаясь обеспечить себе возможность долгого пребывания под водой, люди стали придумывать всяческие приспособления. На сегодня наиболее распространенным является оборудование, которое в русскоговорящих странах именуют аквалангом. На самом деле «Aqualung» — это название фирмы и выпускаемого ею снаряжения. Само же оборудование для ныряния в западном мире обозначают термином «СКУБА» («SCUBA»). Это аббревиатура английской фразы «автономный аппарат для подводного дыхания» («self-contained underwater breathing apparatus»).

Первые документальные свидетельства об изобретении подводных дыхательных устройств датируются примерно серединой 19 века, хотя чертежи подобных приспособлений создавал еще Леонардо да Винчи. Акваланг в том виде, в каком мы его знаем сегодня, придумали в 1943 году французы Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян. Это ими созданная фирма называется «Aqualung». С тех пор мастерами подводного плавания был установлен не один рекорд погружения с аквалангом.

Автором последнего на сегодня достижения стал египтянин Ахмед Габр. В сентябре 2014 года ему удалось достичь отметки 332,4 м ниже поверхности воды. Прошлый рекорд был превзойден чуть больше чем на 2,5 м. Вся процедура заняла у египтянина 14 часов. Подавляющая часть этого времени была потрачена на безопасный медленный подъем.

Под водой без акваланга


Дышать под водой без акваланга тоже можно. Еще в древности люди использовали устройство, которое принято называть водолазным колоколом. Это некая перевернутая пустая емкость, например бочка или ведро. При вертикальном погружении давление внутри такого сосуда соответствует давлению окружающей его воды, а образующееся при этом воздушное пространство позволяет какое-то время дышать. Считается, что при помощи такого приспособления проводил подводную разведку еще Александр Македонский в 4 веке до н.э. С древнейших времен знали, как дышать под водой с помощью подобного сосуда, и ловцы жемчуга, и искатели сокровищ с затонувших кораблей.

Водолазные колокола, только уже специально созданные, используют до сих пор. Кроме того, ученые продолжают искать новые способы погружения без акваланга: разрабатывают искусственные жабры, придумывают материалы и устройства, способные выкачивать кислород из воды. Тем временем есть много любителей подводного плавания, которые практикуют погружение без каких-либо вспомогательных средств — фридайвинг (от англ. free — свободно, dive — нырять).

Фридайвинг и его герои

Главное умение фридайверов — длительная задержка дыхания. Тренируя свой организм, они добиваются того, что могут нырять, обходясь без воздуха, на невероятные глубины.

Всемирно известными фридайверами, показавшими миру, на сколько метров можно углубиться, всего лишь задержав дыхание, были итальянец Энцо Майорка и француз Жак Майоль. Первый из них в 1960-х годах опроверг распространенную тогда теорию, что человеческий организм не может существовать в морской пучине. Физиологи были уверены: давление на отметке 50 м ниже поверхности воды разрушит грудную клетку и разорвет легкие. Майорка покорил глубину 51 м, открыв себе и другим ныряльщикам новые горизонты.


Майоль первым из фридайверов опустился на 100 м. Ученые взялись исследовать его организм, чтобы понять, как такое возможно. Однако выяснили только то, что природные данные француза не могли позволить ему нырнуть глубже 45 м. А Майоль продолжал уходить все глубже. Свой новый рекорд погружения он установил в 56 лет, достигнув — 105 м.

В истории свободного ныряния было еще немало героев, доказавших, что можно достичь многого из официально недостижимого. Сегодня существует целый ряд дисциплин во фридайвинге, рекордами отмечена каждая из них.

Рекорды свободного погружения

Самой сложной дисциплиной в свободном нырянии считается «Постоянный вес без ласт». Фридайвер задерживает дыхание, уходит на глубину и затем поднимается на поверхность без помощи каких-либо вспомогательных средств (груза, троса и т. п.), используя только собственный вес и силу своих мышц. Эта дисциплина требует от ныряльщика отточенной координации движений и полного контроля над собственным телом. Необходимо точно знать, как долго получится задержать дыхание, чтобы вовремя остановиться и успеть вернуться, прежде чем кислородное голодание доведет до обморока. Мировой рекорд погружения в «Постоянном весе без ласт» среди мужчин принадлежит новозеландцу Уильяму Трабриджу. В 2010 году он нырнул на 101 м. Среди женщин в этой дисциплине, как и в ряде других, нет равных россиянке Наталье Молчановой. В 2015 году она преодолела отметку 71 м.


Почти во всех дисциплинах фридайвинга отсчитывается дистанция, которую удалось преодолеть на одном вдохе в глубину или в длину. И только в «Статическом апноэ» засекается время нахождения под водой. В этой дисциплине практикуется так называемая гиперинфляция легких чистым кислородом, когда спортсмен перед нырком делает несколько глубоких и быстрых вдохов-выдохов. После погружения фридайвер замирает, чтобы расходовать кислород как можно меньше. На сегодня мировой рекорд по задержке дыхания под водой в «Статическом апноэ» принадлежит испанцу Алексу Сегуре. В 2016 году ему удалось продержаться на одном вдохе 24 минуты 03 секунды. Среди женщин максимальное время в этой дисциплине показала словенка Бранко Петрович в 2013 году: 10 минут 18 секунд.

Как научиться не дышать?

Научиться задерживать дыхание и глубоко нырять может каждый. Это лишь вопрос желания и самодисциплины. Та же Наталья Молчанова начала заниматься фридайвингом в 40 лет и стала непревзойденной, покорив 41 мировой рекорд.

Работа с дыханием — это хороший метод оздоровления, способствующий восстановлению практически всех функций организма и открывающий новые возможности. Главные правила — постепенность и постоянство. Начните с малого, задерживайте дыхание насколько возможно и по чуть-чуть увеличивайте время. Проводите тренировки по несколько раз в день, тем более что они не требуют ни особого места, ни специального оборудования. Как только научитесь не дышать хотя бы пару минут, переходите к водным занятиям.

Знайте, что под водой дыхание можно задержать на более долгий срок, чем на суше. При погружении, особенно в прохладную воду, сосуды сужаются, пульс замедляется, организм расходует ресурсы более экономно. Это так называемый рефлекс ныряния. Но он работает только в том случае, если человек действует уверенно и спокойно, прислушиваясь к сигналам своего тела и следуя инстинкту. Помните также, что перед погружением следует хорошо выспаться, нельзя выпивать и курить.

Существуют разные системы тренировок, направленных на увеличение объема легких, умение расслабляться и контролировать свое тело. Предпочтительнее заниматься с инструктором, чем самостоятельно, особенно на первых порах. Никогда не проводите погружение в одиночку. Найдите единомышленников и двигайтесь вместе к новым рекордам!

sportotip.ru

Ровно 50 лет назад, 23 января 1960 года, исследователь Жак Пиккар и лейтенант ВМС США Дон Уолш на батискафе «Триест» совершили первое погружение ко дну Марианской впадины — глубочайшему из известных на Земле географических объектов. Их рекорд так и остается не побитым до сих пор.

http://grani.ru/files/41902.jpg

Американский робот-субмарина «Нерей» (Nereus), получивший свое наименование в честь мифического древнегреческого старца, отца нереид, встреча с которым сулила мореходам счастливое плавание, сумел достичь дна самой глубокой части Мирового океана — Марианской впадины.

Погружение на глубину 10 902 метра состоялось 31 мая. Марианская впадина (иначе — Марианский желоб) , как известно, расположена в западной части Тихого океана. А глубочайшая точка этой впадины именуется «Бездной Чэлленджера» (Challenger Deep), она находится вблизи острова Гуам (из группы Марианских островов) . У дна давление воды там достигает 108,6 МПа, что в 1100 раз превышает нормальное атмосферное давление на уровне моря.

Единственное погружение ко дну Марианской впадины с участием человека состоялось 23 января 1960 года. Смельчаками, рискнувшими туда опуститься на швейцарском батискафе «Триест-1» (Trieste 1), были лейтенант ВМС США Дон Уолш (Don Walsh) и исследователь Жак Пиккар (Jacques Piccard). Однако роботы достигают этой глубины уже не первый раз (предыдущий такого рода визит состоялся в 1998 году) .

http://grani.ru/images/kaiko_cnn.jpg

Необходимо, впрочем, отметить, что в настоящее время Nereus — единственный аппарат, способный на такие достижения (прежний рекордсмен, японское судно-робот Kaiko, совершивший три погружения в 1995-1998 гг. , был утрачен в 2003-м, а «Триест» был списан еще в 1966 году) . Беспилотной субмариной дистанционным образом управляют пилоты, находящиеся на поверхности — на борту научно-исследовательского судна Kilo Moana. С субмариной их обычно связывает уникально тонкий волоконно-оптический кабель, по своей толщине сравнимый с человеческим волосом и не мешающий маневрировать. Nereus может быть также отправлен и в автономное плавание, без всякого кабеля (этим он выгодно отличается от Kaiko).

«С такими роботами, как Nereus, мы можем изучить практически любой участок океана, — поясняет руководитель проекта и основной разработчик Энди Боуэн (Andy Bowen) из Вудсхольского океанографического института (Woods Hole Oceanographic Institution — WHOI). — Глубоководная часть океана остается практически неизученной, и я абсолютно уверен в том, что Nereus позволит нам совершить много новых открытий. Я считаю, что теперь можно говорить о наступлении новой эры в океанских исследованиях».

Среди других «наиболее продвинутых» глубоководных аппаратов — Shinkai 6500, способный опускаться на глубину 6,6 км с тремя исследователями на борту, французский Nautile (команда состоит из трех человек, глубина погружения — приблизительно 6,04 км) и, наконец, российские «Миры», также способные к достижению этой глубины.

otvet.mail.ru

Максимальная глубина погружения человека

Первое погружение на глубину в сто метров даже не было занесено в спортивные рекорды. Но имена дайверов, которые это сделали, знают все ныряльщики. Это Энцо Майорка и Жак Майоль. Кстати, именно они стали прообразами главных героев известного фильма Люка Бессонна «Голубая бездна».

Отметка в 100 метров давно перестала быть рекордной. Во фридайвинге самое глубокое погружение совершил австрийский пловец Герберт Ницш. Его рекорд в 2001 году составил 214 метров. Кстати, Ницша зовут легендой фридайвинга.

 

Глубина погружения человека

За всю свою жизнь в этом виде погружения он устанавливал мировые рекорды 31 раз. Среди женщин рекордсменкой в погружении без акваланга стала американка Таня Стритер. В 2002 году она опустилась на глубину в 160м.

Мировой рекорд погружения с аквалангом принадлежит французскому дайверу Паскалю Бернабе, который, кстати, в повседневной жизни учитель младших классов.

В июле 2005 года он меньше чем за 10 минут погрузился на глубину в 330 метров (хотя изначально планировал покорить расстояние в 320 метров, но веревка растянулась и он преодолел лишние 10 метров). Зато всплытие тянулось 9 часов. К этому результату дайвер готовился 3 года.

 

Хотя, возможно, это и не максимальная глубина погружения человека. Ведь многие результаты не фиксируются и официально не озвучиваются. Например, вряд ли кто-то расскажет в прессе про действия военных аквалангистов или возможности их специального снаряжения.

 

А вообще, глубина всегда будет манить к себе человека, главное, не потерять голову от ее прелестей и не забыть о безопасности.

divinglive.ru

Морские глубины постоянно привлекают к себе людей своей не полной исследованностью и загадками. Самое первое погружение человека на глубину 100 метров даже не заносили в спортивные рекорды, но все дайверы хорошо знают имена этих людей. Именно Энцо Майорка и Жак Майоль первыми покорили эту отметку, а еще стали прототипами главных героев фильма «Голубая бездна», который был снят известным режиссером Люком Бессоном.

Если есть любая возможность посоревноваться кто лучший, то всегда найдутся желающие. Не имеет значение, в чем именно соревноваться, ведь главное, что ты что-то делаешь лучше других! И покорение морских глубин не является исключением, в этом непростом виде спорта тоже идет борьба за рекорды. Какое бы негативное влияние не оказывало ныряние в водные толщи, все равно это не останавливает людей, стремящихся побить очередной рекорд.

Чем глубже под воду опускается пловец, тем сильнее становится давление и появляется боль в ушах, когда вода давит на барабанные перепонки, но дайверы борются с этим при помощи глотательных движений. С каждым последующим метром погружения, объем воздуха в легких уменьшается и это тоже опасно, так как не всегда ныряльщик правильно оценивает остаток запасов кислорода. Подъем из глубины на поверхность тоже состоит из сложных моментов и имеет свою специфику. Но все эти опасности и сложности не останавливают пловцов.

Опуститься под воду всего на 100 метров могут многие, сейчас этим уже никого не удивишь, это давно пройденный этап. Самое глубокое погружение было зафиксировано во фридайвинге, его совершил известный дайвер из Австрии – Герберт Ницш. В 2001 году он погрузился без акваланга на глубину 214 метров. Ему удалось быть мировым рекордсменом 31 раз! А вот женский рекорд в этом виде погружения принадлежит американке Тане Стритер, она смогла достичь глубинной отметки 160 метров в 2002 году.

Погружения с аквалангом тоже имеют свои мировые рекорды, здесь дайвер из Франции Паскаль Бернабе за 10 минут покорил отметку в 330 метров, вместо запланированных 320 метров, зафиксировали этот рекорд в 2005 году. Только вот подъем на поверхность с такой глубины заняла у ныряльщика целых 9 часов. Подготовка пловца к такому важному событию длилась больше трех лет. Возможно, что это и не самая максимальная глубина, на которую опускался человек, ведь существуют еще и военные аквалангисты, скорее всего у них есть специальное снаряжение и их достижения наверняка засекречены.

Самая большая глубина погружения человека

ex3m.com.ua

Когда-то путешествия в морские глубины были в состоянии совершить лишь литературные герои Жюля Верна, Но вот в 1960 г. уже не фантастический «Наутилус», а совершенно реальный батискаф с двумя учеными на борту (Ж. Пикар и Д. Уолш) достиг дна одной из глубочайших впадин Тихого океана — 10 919 м.

Даже в своих самых смелых мечтах человечество вряд ли могло рассчитывать на такой успех. Отдавая должное дерзости исследователей, нельзя не признать, что такое достижение стало возможным лишь в наши дни — благодаря развитию современной техники.

Глубина ныряния без акваланга ограничена прежде всего запасами имеющегося в организме кислорода (около 2,5 л). Ныряльщику помогает и то, что давление воды, отжимая кровь из конечностей, увеличивает ее насыщение в легких. Так, например, французу Жаку Майолю удалось без акваланга достигнуть глубины 105 м. В воду он погружался по тросу со скоростью 10 м/с и с такой же скоростью затем поднимался вверх. Один из секретов этого феномена заключается в том, что Майоль к моменту установления своего нового мирового рекорда имел 10-летний опыт тренировки по системе йогов. Он научился в совершенстве расслаблять свою мускулатуру и задерживать дыхание до 4 мин, увеличил жизненную емкость легких до 7,4 л. Благодаря столь длительной задержке дыхания организм человека в подводных глубинах как бы уподобляется батискафу, т. е. в результате выключения газообмена для организма не существует проблемы декомпрессионных расстройств, о которых мы еще расскажем читателю. Интересно и то, что до глубины,50 м Майоль погружается с носовым зажимом, который предотвращает попадание воды в носоглотку. При дальнейшем же погружении он снимает носовой зажим, и тогда за счет проникновения воды в носоглотку выравнивается барометрическое давление с наружной и внутренней стороны барабанных перепонок. Тем самым устраняется неприятное ощущение в ушах, связанное с односторонним давлением воды на барабанные перепонки. Глаза Майоля в подводных глубинах защищены контактными линзами.

Среди женщин блестящего успеха достигла в 1986 г. молодая итальянская ныряльщица Анджела Бандини.

Вблизи острова Эльба она погрузилась без акваланга на рекордную для женщин глубину — 52,5 м. Вся операция заняла 2,5 мин. А пятью годами раньше Бандини совершила погружение на 20 м в ледяные воды озера, лежащего на пятикилометровой высоте в Пepy.

Говоря о подводных рекордах, нельзя не вспомнить о героизме многократного рекордсмена мира по подводному плаванию Шаварша Карапетяна. Когда в 1982 г. троллейбус с 20 пассажирами упал и затонул в холодных водах Ереванского водохранилища на глубине 8—9 м, Карапетян нырял на дно подряд в течение более 20 мин и спас жизнь всем пострадавшим. После этого он еще помог вытащить и сам троллейбус. Это был одновременно и гражданский подвиг, и неофициальный спортивный рекорд.

А вот рекорд проникновения аквалангистов в морские глубины составляет 565 м. Он был установлен в 1972 г. двумя французами.

В 1986 г. американец Джей Смит сумел пробыть под водой с аквалангом 124 ч 30 мин, а его соотечественница Фей Генри — более 72 ч. При этом для отдыха и приема пищи они пользовались воздушным колоколом.

В книге М. В. Васильева «Материя» (1977) описывается, как в барокамере четыре добровольца сумели выдержать барометрическое давление, соответствующее глубине 1520 м! Они провели на такой «глубине» 4 ч без всякого вреда для себя, и это при барометрическом давлении, в 152 раза превышающем давление на Земле. Если при обычном атмосферном давлении предложить человеку подышать смесью, содержащей 99,86% гелия и 0,14% кислорода, то он потеряет сознание из-за кислородной недостаточности уже через 1—2 мин. А вот при барометрическом давлении, соответствующем морской глубине 1,5 км, человек сможет свободно дышать этой смесью так же, как в обычных условиях он дышит атмосферным воздухом. И наоборот, дыхание атмосферным воздухом при давлении несколько десятков атмосфер смертельно опасно. В этих условиях организм будет отравлен азотом и… кислородом. Да, да, тем самым кислородом, который в других случаях спасает жизнь Избыточное насыщение кислородом приводит к серьезным, иногда необратимым изменениям в организме.

В нашей стране в 1985 г. четверо добровольцев более месяца жили в барокамере на «глубине» 450 м, А в это же время водолазы Арктики начали выполнять подводные технические работы на морском дне, находясь на глубине 300 м непрерывно в течение 1,5 ч.

При значительно повышенном барометрическом давлении опасным для жизни становится не только кислород атмосферного воздуха, но и содержащийся в нем азот. Этот газ прекрасно растворяется в нервной ткани, вызывая сначала наркотический, а потом и токсический эффект. Азотный наркоз, или «глубинное опьянение», возникает обычно, если человек дышит атмосферным воздухом на глубине 30—100 м. В этом состоянии он теряет контроль над собой. Известны случаи, когда аквалангисты в состоянии «глубинного опьянения» вынимали изо рта загубник со шлангом, через который из баллонов поступал воздух, и погибали. Поэтому при погружении водолаза на большую глубину ему дают газовую смесь, где азот заменен гелием, который значительно хуже растворяется в нервной ткани и в крови.

Замена азота гелием помогает водолазу избежать при подъеме на поверхность воды так называемой кесонной или декомпрессионной болезни. Возникает она в основном из-за того, что при быстром подъеме растворенное в крови, тканевой жидкости и тканях дополнительное количество азота не успевает выделиться из организма. В крови появляются газовые пузырьки, которые могут привести к закупорке жизненно важных сосудов.

Большой вклад в преодоление этого физиологического барьера сделал в 50-е гг. молодой швейцарский ученый Ганс Келлер. Суть его идеи — последовательная смена разных газовых смесей при подъеме. На глубине от 300 до 90 м он предлагает дышать смесью гелия и кислорода, от 90 до 60 м — смесью азота и кислорода, от 60 до 15 м — аргонно-кислородной смесью и с 15 м до поверхности воды — чистым кислородом. Поставив эксперимент на себе, Келлер поднялся с глубины 222 м всего за 53 мин. А ведь до него с глубины 180 м поднимались в течение 12 ч!

Декомпрессионная болезнь может возникнуть не только при подъеме из глубины на поверхность воды, но и при быстром разрежении атмосферы в барокамере. В нашей практике был случай, когда человек дышал через маску кислородом в барокамере при разрежении атмосферы в ней, соответствующем высоте 11000 м, и одновременно выполнял работу на велоэргометре до 1000 кгм/мин. На 26-й мин работы у него появились декомпрессионные боли в левом колене. Не придав им значения, доброволец продолжал работать. Еще через 5 мин газовые пузыри стали закупоривать крупные сосуды легких. В результате, несмотря на дыхание кислородом, возникло ощущение резкого удушья, человек даже потерял сознание. Всего за 3 мин в барокамере было нормализовано барометрическое давление, а потом пострадавший был даже «погружен» в гипербарической камере на «глубину» 15 м, где пробыл 1 ч. Однако самочувствие продолжало ухудшаться, а артериальное давление снизилось до 50/0 мм рт. ст. Только после реанимации и двухнедельного стационарного лечения все последствия декомпрессионной болезни были полностью устранены.

Между прочим, водолазам для уменьшения вероятности появления у них при быстром подъеме на поверхность воды декомпрессионной болезни можно было бы порекомендовать… заняться высотным альпинизмом. В наших наблюдениях за восемью добровольцами, которые выполняли тяжелую физическую работу на велоэргометре при дыхании кислородом в барокамере «на высоте» 11000 м, у всех без исключения на 13—35-й мин работы появлялись декомпрессионные боли в суставах. После подлинного восхождения на Эльбрус у одного из тех же добровольцев декомпрессионные боли появились уже не на 18-й, а на 39-й мин работы. У остальных они не появлялись, несмотря на непрерывную работу в течение 1 ч.

Вообще же, чтобы легче впоследствии преодолевать различного рода барьеры, с которыми человек встречается в воде, подводную тренировку организма целесообразно начинать с младенческого возраста. Новорожденные обладают довольно большой устойчивостью к кислородному голоданию. И в этом нет ничего удивительного, если учесть, что в организме матери плод получает количество кислорода примерно как на высоте Эвереста.

Под нашим наблюдением находилась кошка, которая за двое суток до рождения котят была «поднята» в барокамере на «высоту» 12 000 м и находилась на ней до Полной остановки дыхания (18 мин). Несмотря на столь выраженную гипоксию, у кошки родились шесть полноценных котят. В другом эксперименте установлено, что новорожденный крысенок живет в бескислородной газовой среде (в чистом азоте) 50 мин. Если же искусственно С помощью введения йодацетата затормозить гликолиз, то время его жизни сокращается до 3 мин.

Наблюдения над детьми, проведенные в последние годы, показали, что новорожденные, с которыми проводятся занятия подводным плаванием, значительно быстрее обучаются длительно не дышать под водой, чем более старшие дети и взрослые. Объясняется это тем, что новорожденные обладают большей способностью к бескислородному получению энергии, чем взрослый человек.

Сотрудник Института общей педагогики и психологии И. Б. Чарковский поставил интересный эксперимент на своей 7-месячной недоношенной дочери. Девочка весила всего 1600 г. Чтобы как-то облегчить ее преждевременный переход из условий иммерсии в утробе матери в условия земной гравитации, к которым недоношенному организму приспособиться довольно трудно, Чарковский периодически помещал свою дочь в аквариум и держал ее там по нескольку часов. Девочка, всем на удивление, чувствовала себя в водной стихии как настоящий ихтиандр, свободно плавала и ныряла, а на 4-месяце жизни уже имела нормальный вес.

Австралийские тренеры по плаванию супруги Тиммерманс начали обучать своего сына плаванию уже с конца первой недели после рождения. К шести месяцам ребенок мог держаться на воде до 15—20 мин, и проплывать несколько сот метров.

Сейчас установлено, что у новорожденного значительно сильнее, чем у взрослого, развит рефлекс перекрытия дыхания при погружении в воду. Доказано также, что у грудных детей еще не утеряно умение ориентироваться в водной среде с помощью самого древнего анализатора — вкусового. «По вкусу» ребенок, находящийся под водой, может даже отличать близких ему людей от посторонних.

Советский академик С. И. Вольфкович, будучи уже пожилым человеком, как-то раз во время морского шторма в Гаграх, рискуя жизнью, спас утопающего мужчину. В ответ на благодарность спасенного он ответил: «За что вы меня благодарите? Не мне, не мне вы жизнью обязаны… А тому, что я имел прекрасных родителей, которые научили меня плавать в два года».

В 1982 г. в городе Тутукака (Новая Зеландия) состоялась первая научная конференция, посвященная рождению детей в воде. К настоящему времени в СССР под водой успешно родились уже сотни детей. На январь 1982 г. во Франции таких родов было зарегистрировано 52, а в США — 15. Разумеется, такие роды принимаются опытными врачами. Ванна с водой тщательно продезинфицирована, температура воды равна температуре чрева матери (примерно 38,5°С); в воду добавляется 0,5% соли, т. е. столько же, сколько ее находится в плазме крови. Так что ребенок появляется на свет в знакомой ему водной среде. Кожи ребенка не касается прохладный воздух, что побудило бы его начать дышать. Роженица при этом, как правило, испытывает не очень сильные болевые ощущения, а ребенок не получает родовой травмы.

Интересно, что еще тысячи лет назад в Древнем Египте, когда женщине грозили трудные роды, ее опускали в воду. Может быть, именно такие случаи позволили подметить, что детишки, родившиеся в воде, опережали в физическом и умственном развитии своих сверстников. И тогда тех, кому предстояло стать жрецами, стали производить на свет в водной среде.

Интересная история произошла в нашей стране в июле 1986 г. с супругами Багрянскими из города Владимира. Они отдыхали в Крыму в районе Судака, ожидая пополнения своего семейства. Нормальные роды произошли во время утреннего купания в кристально чистой морской воде. Родившейся в столь экзотических условиях девочке дали и экзотическое имя Эя.

В книге Сондры Рэй «Идеальное рождение» (1985) описан аналогичный случай, который произошел в 1966 г. с Невиллом фон Шлеффенбергом. Его 23-летняя мать плавала в океане, когда у нее начались схватки Ребенок находился после, рождения в воде 4—5 мин.

Есть проекты (и их планируется осуществить в не таком уж отдаленном будущем) строительства подводных городов. А отдельные подводные дома-лаборатории существуют уже сейчас во многих странах мира. Еще в 1969 г. максимальная глубина погружения достигнута американской подводной лабораторией «Аэгир» — 158,5 м. Шестеро акванавтов находились в ней 5 суток.

В атмосфере подводного дома «Аэгир» содержалось всего 1,8% кислорода, но барометрическое давление было значительно выше, чем на земной поверхности.

Если, например, при столь низком содержании кислорода увеличить барометрическое давление до 10—11 атм, то организм не будет ощущать никакой кислородной недостаточности. Именно повышенным барометрическим давлением воздуха подводные дома отличаются от батискафов. Ведь их обитателям — акванавтам — периодически приходится выходить в своих скафандрах в подводный мир, т. е. в условия, где барометрическое давление достигает еще более высоких величин. Если бы в подводных домах барометрическое давление поддерживалось таким же, как на земной поверхности (и в батискафе), то акванавтам пришлось бы слишком долго ожидать в «прихожей» своего жилища после каждой подводной прогулки во избежание декомпрессионной болезни.

На II Международной конференции по изучению деятельности человека под водой французский исследователь Жак Ив Кусто высказал мысль, что подводные города будущего могут быть заселены людьми с искусственными жабрами, извлекающими кислород непосредственно из воды. В соответствии с этой идеей Кусто у человека для противодействия давлению на глубинах следует удалить легкие, а в его кровеносную систему ввести специальный патрон, который химическим путем выделял бы в кровь кислород и удалял бы из нее углекислоту. Далее, по Кусто, борьбе с кессонной болезнью и свободному передвижению по морскому дну будет способствовать заполнение полости организма инертной жидкостью. Все это будет характеризовать новый вид человека — «гомо акватикус». Кусто не исключал, что первый человек этого вида появится к 2000 г.

В принципе гомо акватикус мог бы обойтись и без жабер, но для этого ему придется жить на глубине 500—700 м. В опытах на мышах и собаках доказано, что если на такой глубине заполнить легкие водой, то растворенного в ней кислорода, благодаря его высокому напряжению, будет достаточно для дыхания… водой. Одну собаку удалось снова вернуть к земной жизни.

На наш взгляд, человечество будет осваивать подводные глубины не совсем так, как предполагает Кусто. Это было бы шагом назад. Ведь вторичное возвращение млекопитающих в водную среду, которое привело к появлению современных тюленей, моржей и китов, не связано с появлением у них жабр. Зато эти животные обладают удивительной способностью к экономному расходованию кислорода. Такую же способность путем специальной тренировки вырабатывает у себя и человек. С помощью специальных тренировок и технических приспособлений человек повысит устойчивость своего организма к декомпрессии и охлаждению, связанному с усиленной теплоотдачей в воде, научится нырять и плавать не хуже дельфинов. Но человек никогда не превратится в особый, исключительный вид «гомо акватикус». Он будет развиваться гармонично и чувствовать себя одинаково свободно в водной стихии, на суше и в космосе.

В наше время человек успешно штурмует не только подводные, но и подземные глубины. Прежде всего это относится к исследователям пещер — спелеологам.

Знаменитый французский спелеолог Мишель Сифр еще в 17-летнем возрасте погружался в пещеры глубиной от 320 до 450 м на 81 ч. В 1962 г. он спустился в пропасть Скарассон, расположенную в Альпах на франко-итальянской границе, на глубину 135 м, где на подземном леднике провел в одиночестве, темноте (при свете очень слабой электрической лампочки), при температуре воздуха около 0°С, 100%-ной влажности, в условиях постоянных обвалов целых два месяца. Вот как описывал он свои ощущения в пещере: «Мой слух был постоянно насыщен музыкой или фантастическим грохотом обвалов. Однако мои зрительные восприятия были сильно ограничены темнотой. Довольно скоро глаза мои начали уставать из-за отсутствия естественного света и слабого электрического освещения, и я почувствовал, что теряю представления о цветах. Я стал, например, путать зеленое с синим. Мне было трудно определить расстояния до предметов… Иногда у меня бывали зрительные галлюцинации».

В 1972 г. Сифр прожил в одной пещере Техаса еще дольше — около 7 месяцев. Интересно, что в пещерах его «сутки», измеряемые по промежуткам времени между двумя пробуждениями, составляли 24,5 ч, а температура тела не превышала 36°С.

Подобные аутоэксперименты можно сравнить разве что с антарктическим одиночеством американского адмирала Ричарда Бёрда. В 1934 г. в период полярной ночи он оказался отрезанным на много месяцев от людей, в условиях страшного холода (на антарктической базе близ 80° южной широты). Тем не менее мужество не покинуло Бёрда, и в единоборстве с мраком и холодом он вышел победителем.

К числу серьезных опасностей, подстерегающих человека в пещерах, относятся и подводные паводки. Вот как описывается один из них в книге Норбера Кастере «Моя жизнь под землей». В 1951 г. доктор Мерей оказался вместе с 6 товарищами в одной из пещер Юры, когда внезапно начался подземный паводок. В отряде возникла паника, и все бросились бежать, пытаясь перегнать подъем воды и добраться до выхода из пещеры, но шестерых из семи членов отряда вода настигла, и они утонули.

Доктор Мерей постарался сохранить хладнокровие и решил остаться на месте, там, где свод был повыше и, кроме того, образовывал нечто вроде выемки. Его расчеты могли не оправдаться, поскольку вода дошла ему до плеч и, кроме того, ему все время приходилось бороться с бурным течением. Вода отступила только через 27 часов. Мерей совершенно обессилел от холода и усталости, но продолжал бороться с водой и устоял.

Интересно, что некоторые пещеры успешно могут использоваться с лечебной целью. Например, в Солотвин-ских солерудниках Закарпатья с 1968 г, ведется лечение ночевками в пещерах больных бронхиальной астмой. Медицинская статистика свидетельствует, что таким способом от бронхиальной астмы избавляются 84% взрослых и 96% детей. Объясняется же лечебный эффект этих пещер чистотой воздуха и его явно выраженной отрицательной ионизацией.

Самая глубокая из изученных на сегодняшний день пещер — пещера Жан-Бернар во Франции — 1445 м. Предполагают, что пещера Снежная на Кавказе имеет глубину 1600 м. Если же говорить о шахтах, то самая глубокая из них — более 3 км от поверхности прорыта в Южной Африке. На такой большой глубине люди добывают золото.



biofile.ru

Погружаемся

Главная сложность в освоении Мирового океана — это давление: на каждые 10 м глубины оно увеличивается еще на одну атмосферу. Когда счет доходит до тысяч метров и сотен атмосфер, меняется все. Жидкости текут иначе, необычно ведут себя газы… Аппараты, способные выдержать эти условия, остаются штучным продуктом, и даже самые современные субмарины на такое давление не рассчитаны. Предельная глубина погружения новейших АПЛ проекта 955 «Борей» составляет всего 480 м.

На какую максимальную глубину погружался человек Водолазов, спускающихся на сотни метров, уважительно зовут акванавтами, сравнивая их с покорителями космоса. Но бездна морей по‑своему опаснее космического вакуума. Случись что, работающий на МКС экипаж сможет перейти в пристыкованный корабль и через несколько часов окажется на поверхности Земли. Водолазам этот путь закрыт: чтобы эвакуироваться с глубины, могут потребоваться недели. И срок этот не сократить ни при каких обстоятельствах.

Впрочем, на глубину существует и альтернативный путь. Вместо того чтобы создавать все более прочные корпуса, можно отправить туда… живых водолазов. Рекорд давления, перенесенного испытателями в лаборатории, почти вдвое превышает способности подлодок. Тут нет ничего невероятного: клетки всех живых организмов заполнены той же водой, которая свободно передает давление во всех направлениях.

Клетки не противостоят водному столбу, как твердые корпуса субмарин, они компенсируют внешнее давление внутренним. Недаром обитатели «черных курильщиков», включая круглых червей и креветок, прекрасно себя чувствуют на многокилометровой глубине океанского дна. Некоторые виды бактерий неплохо переносят даже тысячи атмосфер. Человек здесь не исключение — с той лишь разницей, что ему нужен воздух.

Под поверхностью

Кислород Дыхательные трубки из тростника были известны еще могиканам Фенимора Купера. Сегодня на смену полым стеблям растений пришли трубки из пластика, «анатомической формы» и с удобными загубниками. Однако эффективности им это не прибавило: мешают законы физики и биологии.

На какую максимальную глубину погружался человек

Уже на метровой глубине давление на грудную клетку поднимается до 1,1 атм — к самому воздуху прибавляется 0,1 атм водного столба. Дыхание здесь требует заметного усилия межреберных мышц, и справиться с этим могут только тренированные атлеты. При этом даже их сил хватит ненадолго и максимум на 4−5 м глубины, а новичкам тяжело дается дыхание и на полуметре. Вдобавок чем длиннее трубка, тем больше воздуха содержится в ней самой. «Рабочий» дыхательный объем легких составляет в среднем 500 мл, и после каждого выдоха часть отработанного воздуха остается в трубке. Каждый вдох приносит все меньше кислорода и все больше углекислого газа.

Чтобы доставлять свежий воздух, требуется принудительная вентиляция. Нагнетая газ под повышенным давлением, можно облегчить работу мускулам грудной клетки. Такой подход применяется уже не одно столетие. Ручные насосы известны водолазам с XVII века, а в середине XIX века английские строители, возводившие подводные фундаменты для опор мостов, уже подолгу трудились в атмосфере сжатого воздуха. Для работ использовались толстостенные, открытые снизу подводные камеры, в которых поддерживали высокое давление. То есть кессоны.

Глубже 10 м

Азот Во время работы в самих кессонах никаких проблем не возникало. Но вот при возвращении на поверхность у строителей часто развивались симптомы, которые французские физиологи Поль и Ваттель описали в 1854 году как On ne paie qu’en sortant — «расплата на выходе». Это мог быть сильный зуд кожи или головокружение, боли в суставах и мышцах. В самых тяжелых случаях развивались параличи, наступала потеря сознания, а затем и гибель.

Доспех против давления Доспех против давления Чтобы отправиться на глубину без каких-либо сложностей, связанных с экстремальным давлением, можно использовать сверхпрочные скафандры. Это чрезвычайно сложные системы, выдерживающие погружение на сотни метров и сохраняющие внутри комфортное давление в 1 атм. Правда, они весьма дороги: например, цена недавно представленного скафандра канадской фирмы Nuytco Research Ltd. EXOSUIT составляет около миллиона долларов.

Проблема в том, что количество растворенного в жидкости газа прямо зависит от давления над ней. Это касается и воздуха, который содержит около 21% кислорода и 78% азота (прочими газами — углекислым, неоном, гелием, метаном, водородом и т. д. — можно пренебречь: их содержание не превышает 1%). Если кислород быстро усваивается, то азот просто насыщает кровь и другие ткани: при повышении давления на 1 атм в организме растворяется дополнительно около 1 л азота.

При быстром снижении давления избыток газа начинает выделяться бурно, иногда вспениваясь, как вскрытая бутылка шампанского. Появляющиеся пузырьки могут физически деформировать ткани, закупоривать сосуды и лишать их снабжения кровью, приводя к самым разнообразным и часто тяжелым симптомам. По счастью, физиологи разобрались с этим механизмом довольно быстро, и уже в 1890-х годах декомпрессионную болезнь удавалось предотвратить, применяя постепенное и осторожное снижение давления до нормы — так, чтобы азот выходил из организма постепенно, а кровь и другие жидкости не «закипали».

В начале ХХ века английский исследователь Джон Холдейн составил детальные таблицы с рекомендациями по оптимальным режимам спуска и подъема, компрессии и декомпрессии. Экспериментируя с животными, а затем и с людьми — в том числе с самим собой и своими близкими, — Холдейн выяснил, что максимальная безопасная глубина, не требующая декомпрессии, составляет около 10 м, а при длительном погружении — и того меньше. Возвращение с глубины должно производиться поэтапно и не спеша, чтобы дать азоту время высвободиться, зато спускаться лучше довольно быстро, сокращая время поступления избыточного газа в ткани организма. Людям открылись новые пределы глубины.

На какую максимальную глубину погружался человек

Глубже 40 м

Гелий Борьба с глубиной напоминает гонку вооружений. Найдя способ преодолеть очередное препятствие, люди делали еще несколько шагов — и встречали новую преграду. Так, следом за кессонной болезнью открылась напасть, которую дайверы почти любовно зовут «азотной белочкой». Дело в том, что в гипербарических условиях этот инертный газ начинает действовать не хуже крепкого алкоголя. В 1940-х опьяняющий эффект азота изучал другой Джон Холдейн, сын «того самого». Опасные эксперименты отца его ничуть не смущали, и он продолжил суровые опыты на себе и коллегах. «У одного из наших испытуемых произошел разрыв легкого, — фиксировал ученый в журнале, — но сейчас он поправляется».

Несмотря на все исследования, механизм азотного опьянения детально не установлен — впрочем, то же можно сказать и о действии обычного алкоголя. И тот и другой нарушают нормальную передачу сигналов в синапсах нервных клеток, а возможно, даже меняют проницаемость клеточных мембран, превращая ионообменные процессы на поверхностях нейронов в полный хаос. Внешне то и другое проявляется тоже схожим образом. Водолаз, «словивший азотную белочку», теряет контроль над собой. Он может впасть в панику и перерезать шланги или, наоборот, увлечься пересказом анекдотов стае веселых акул.

Наркотическим действием обладают и другие инертные газы, причем чем тяжелее их молекулы, тем меньшее давление требуется для того, чтобы этот эффект проявился. Например, ксенон анестезирует и при обычных условиях, а более легкий аргон — только при нескольких атмосферах. Впрочем, эти проявления глубоко индивидуальны, и некоторые люди, погружаясь, ощущают азотное опьянение намного раньше других.

www.popmech.ru


Categories: Плаванье

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector