Может ли человек выжить под давлением в 200 атмосфер?
Интересно, может ли человек выжить под давлением в 200 Ати.? Это давление, примерно, соответствует двухкилометровой глубине, а средняя глубина океана — 3 км. Естественно, не воздуха, а специальной дыхательной смеси (азот, который содержится в воздухе, при больших давлениях действует как наркотик, нарушая психику водолаза). И вообще, какое максимальное давление испытали на себе водолазы в экспериментах в барокамерах? Ведь проводились же специальные эксперименты в лабораторных условиях, на тему: «Какое предельное давление может выдержать человек в барокамере».
Какое давление воздуха может выдержать человек? Естественно при постепенной декомпрессии.
В подводных лодках используют такой метод вроде Если резко человека поместить в всокое давление,его просто раздавит, а если постепенно то не чего не будет. Вопрос только какой предел?
Лучший ответ
Для человека минимальное допустимое давление составляет 0,3 ат (кгс/см²), соответствующее примерно давлению на самой высокой точке г. Эверест (8850 м) . Пределом (порогом, за которым человек не выживет) , считается давление 0,28 кгс/см², соответствующее высоте 9000 м. Обычно на таких высотах для дыхания используется кислород, но на Эверест поднимались и без кислородного оборудования.
При увеличении давления, например при погружениях в воду без ограничения времени нахождения под таким давлением при дыхании воздухом человек выдерживает давление 2,1 кгс/см² на глубине 21 метр. Максимальная глубина погружения на воздухе для тренированных дайверов — метров 100 (10 ат) , причем разрешенная для обычных работ глубина — 60 метров, глубже азот, которого в воздухе 78%, начинает растворяться в крови в больших количествах и вызывает наркотическое опьянение (азотный наркоз) . Для погружений на большие глубины используются кислородно-азотно-гелиевая смесь КАГС (Trimix) содержащая 10% кислорода, 50% гелия, и 60% азота, рекорд погружения на которой 313 метров. Для ещё более глубокиих погружений используется КГС (Heliox 20/80), содержащая 20% кислорода и 80% гелия. На КГС считается безопасным погружение до 610 метров. Отметка 600 метров была пройдена американцами ещё в 1981 году. Предел человеческих возможностей точно не известен, при давлениях более 61 кгс/см² уже и сам кислород, который нечем заменить, начинает вызывать опьяняющее воздействие на организм человека, возникает отравление диоксидом углерода (углекислым газом, С2), оксидом углерода (СО) , токсическое воздействие гелия (“гелиевая дрожь”). Ведутся работы по поиску способов уменьшения такого влияния и по подбору дыхательной смеси. Если это удастся, то возможно и отработанные в барокамерах 71 ат не предел. Есть рыбы, которые прекрасно себя чувствуют при давлении 1000 ат, но поднимать их нельзя.
Олег ПестряковПросветленный (27419) 14 лет назад
Дыхательная смесь КАГС (Trimix) содержит 10% кислорода, 50% гелия, и 40% азота, в ответе процент азота указан неверно.
Robert Rod Мастер (1212) Вот и я удивился. В сумме вышло бы 110%. Хорошо, что пояснили. Удивительно как давно была написана эта информативная сводка.
Олег ПестряковПросветленный (27419) 14 лет назад
Абсолютные рекорды моделируемых и реальных погружений. http://www.seapeace.ru/underwater/diving/60.html Максимальная глубина при моделируемом погружении (в барокамере) — 701м достигнута Тео Мавростомосом (Theo Mavrostomos) в Марселе в ноябре 1992 года. Для дыхания он использовал водород, кислород и гелий. Вот человек, испытавший самое высокое давление — 70 бар (71,38 ат).
 |
Максимальная глубина реального погружения 330 м достигнута в июле 2005 года на Корсике Паскалем Бернабе (Pascal Bernabe). http://www.yagazeta.com/news.php?extend.659
Олег ПестряковПросветленный (27419) 14 лет назад
Опять ошибочка вышла. Не ту фотку зацепил.) Фото выше не Тео Мавростомос, это дайвер, который с ним общался. Вот настоящий Theo Mavrostomos, внизу слева на фотографии:
 |
Человек под давлением
Мы живем на дне воздушного океана, ежесекундно испытывая на себе давление гигантского воздушного столба. Тем не менее человеческий организм удивительным образом приспособился к такому гнету и давление 1 бар считается нормальным. Однако отклонения от нормы чреваты ощутимым дискомфортом, а в ряде случаев и необратимыми последствиями. Что же происходит с нашим телом при изменении давления?
Кессонная болезнь
На вершине Эвереста (8848 м) атмосферное давление снижается на две трети, но при погружении в воду на ту же глубину возрастает в 885 раз! Дело в том, что вода примерно в 775 раз тяжелее воздуха, поэтому разница в давлении воды заметно ощутимее. Давление на дне жидкостного столба определяется его выстой, плотностью жидкости и силой тяжести. В морской воде давление возрастает примерно на 1 атм через каждые 10 м спуска, поэтому на глубине 30 м ныряльщик испытывает давление 4 бара (1 бар давления на поверхности + 3 бара подводного давления). При резком возвращении после воздействия высокого давления в условия обычного атмосферного давления возникает кессонная болезнь, которая характеризуется появлением кожного зуда, сильной болью в суставах и мышцах. В наиболее серьезных случаях водолазы после долгого пребывания на большой глубине при резком подъеме испытывали головокружение, затем наступали паралич, потеря сознания и смерть. И все это в считанные минуты!
Смертоносные пузырьки
Если слишком быстро подниматься на поверхность с большой глубины, то газы, растворенные в крови и тканях, высвобождаются в форме пузырьков. Сформировавшись, они продолжают расти за счет новых порций газа, разрастаясь до таких размеров, при которых способны закупорить сосуды (газовая эмболия). Это препятствует поступлению крови к тканям, вызывая нехватку кислорода и питательных веществ, что может стать причиной гибели клеток. Кроме того, воздушные пузырьки могут активизировать работу клеток крови, реагирующих на приток воздуха, например тромбоцитов, которые участвуют в образовании тромбов. И наконец, образование пузырьков внутри тканей может привести к деформации или их разрыву. Профессиональные ныряльщики на своем опыте испытали симптомы воздействия этих коварных пузырьков. Когда крупные пузыри застревают в капиллярах легких, сокращается площадь дыхательной поверхности, что приводит к перебоям с дыханием, вызывая ощущения, сходные с таковыми при асфиксии. Нарушение равновесия возникает из-за поражения вестибулярного аппарата. Нарушение кровоснабжения нервных структур — головного и спинного мозга, приводит к преходящим или стойким нарушениям функции в виде парезов или параличей, чувствительных нарушений, расстройств речи и др.
Воздушные «бомбы» в зубных пломбах
Сокращение объема газа на глубине и расширение при подъеме имеет огромное значение для ныряльщиков. Находящиеся в полостях человеческого организма газы сжимаются под воздействием давления и «растворяются» в жидкостях. Сжатие воздуха в легких, ушах и различных пазухах проявляется множеством крайне неприятных последствий. Воздух должен поступать в легкие под давлением, идентичным давлению окружающей среды, иначе они могут «взорваться». При изменении давления появляется боль в ушах из-за возникшей разницы давления во внутреннем и среднем ухе. Если сжатие произойдет слишком быстро и человек не успеет уравнять давление в среднем ухе с внешним, это может привести к разрыву барабанных перепонок. А если в зубной пломбе застрял воздушный пузырек, то при сжатии воздуха на глубине в пломбе или зубе может произойти имплозия, т.е. взрыв, направленный внутрь. На большой высоте возникает прямо противоположная опасность: при низком давлении зуб с пузырьком воздуха внутри может разорваться.
Нервный синдром высокого давления
Под давлением 21 бар, что соответствует глубине 200 м, у людей развивается нервный синдром высокого давления (НСВД), в просторечии называемый «трясучка». Как следует из названия, это нервное расстройство проявляется дрожью, головокружением, тошнотой и кратковременными периодами отключения внимания — так называемым микросном. НСВД ставит предел глубины, на которую может погрузиться ныряльщик в естественной среде. На гелиоксе (кислородно-гелиевая смесь) этот предел составляет 200–250 м. Однако на других специальных дыхательных смесях (например, тримикс — кислородно-гелиевая смесь с добавлением небольшого количества азота) человек может выдержать глубину до 450 м в открытом море и до 600 м в компрессионной камере. Нижняя безопасная граница для погружений на сжатом воздухе составляет около 30 м. Определяют ее содержащиеся в дыхательной смеси газы, поскольку под давлением азот и кислород становятся токсичными. Сжатым воздухом нельзя пользоваться на глубине ниже 30 м из-за опасности азотного наркоза. У ныряльщиков, которые дышат сжатым воздухом, пузырьки в крови образует прежде всего азот, поскольку содержание углекислого газа крайне низкое, а кислород быстро потребляется тканями.
Азотный наркоз
Под давлением в несколько атмосфер азот вызывает интоксикацию организма, напоминающую алкогольное опьянение. Симптомы появляются не сразу, что особенно опасно. Ныряльщики по мере погружения проникаются иллюзорной уверенностью в собственных силах, одновременно теряя дееспособность. Появляются неуместная эйфория, повышенное возбуждение, отрыв от реальности, потеря координации, иррациональное поведение. Известны случаи, когда находящиеся в состоянии азотного опьянения ныряльщики предлагали свой загубник проплывающей мимо рыбе. В легкой форме азотная интоксикация (так называемый азотный наркоз) возникает на глубине 50 м. По мере увеличения глубины симптомы усиливаются, и после 90 м наступает потеря сознания. Действие азотного наркоза заканчивается сразу же после всплытия при снижении давления с 10 до 5 атм. При частых погружениях организм адаптируется к воздействию азота, но, тем не менее, азотный наркоз стал причиной гибели множества ныряльщиков, отважившихся погрузиться на глубину 50 м. Именно из-за азотной интоксикации рекомендуемая глубина погружения на сжатом воздухе не должна превышать 30 м.
Кислородное отравление
Чистый кислород — токсичное вещество, и под давлением его токсичность только возрастает. Большинство людей могут спокойно дышать чистым кислородом под давлением 1 атм до 12 ч без всяких пагубных последствий. Но уже через сутки начинается раздражение легких, вызванное прогрессирующим разрушением клеток, выстилающих стенки альвеол. Первым признаком недомогания становится кашель, но в особо тяжелых случаях возможны нарушение дыхания, скопление жидкости в легких и даже капиллярное кровотечение, в результате которого легкие наполняются кровью. При давлении 2 атм человек со временем начинает испытывать головокружение и тошноту, иногда может возникнуть паралич конечностей. Через несколько часов (а при физической усталости и раньше) начинаются конвульсии, похожие на эпилептический припадок. Иногда они бывают настолько сильными, что приводят к переломам костей. Чем выше давление, тем быстрее возникают припадки. Под давлением 7 атм дышать чистым кислородом можно в течение не более 5 мин, после чего начинаются судороги. Интересно, что под таким давлением кислород перестает быть газом без вкуса и запаха, а становится кисло-сладким, напоминая, по свидетельствам очевидцев, «разбавленные чернила со щепоткой сахара» или «выдохшееся имбирное пиво».
Опасные профессии
Даже после кратковременного пребывания на глубине подниматься на поверхность необходимо медленно, чтобы организм успел адаптироваться к изменению давления. Водолазам на нефтяных платформах, занимающихся укладкой и ремонтом трубопроводов, приходится по нескольку недель проводить на океанском дне. Даже при использовании гелиокса, после погружения на 100 м на декомпрессию уходит 4 дня, и 10 — после подъема с 300-метровой глубины. У подводников, перенесших острую кессонную болезнь, зачастую наблюдается целый ряд таких симптомов, как потеря слуха, возрастающий тремор, снижение чувствительности ступней и ладоней, а также другие неврологические расстройства. С помощью магнитно-резонансной визуализации в мозге некоторых аквалангистов выявили крошечные очаги повреждения — участки ишемии, образовавшиеся вследствие гибели нервных клеток, которые, вероятно, возникли из-за блокировки воздушными пузырьками кровеносных сосудов. Подобные повреждения были выявлены только у людей с открытым овальным окном между правым и левым предсердием, но персистирующее овальное окно сохраняется лишь у четверти населения земли (у остальных оно закрывается вскоре после рождения).
Отсроченная опасность
По итогам исследования с участием 131 немецкого подводника за десятилетний период у 72 человек по данным ренгенографии был выявлен некроз костей, и лишь 22 из них полностью избежали последствий длительного воздействия повышенного давления. Разрушения наблюдались чаще всего на концах длинных костей ног и рук и, предположительно, возникали из-за крошечных пузырьков воздуха в костной ткани, которые закупоривают мелкие капилляры, питающие клетки костей, что приводит к отмиранию остеоцитов. У некоторых людей поражение затрагивает и суставную поверхность кости, приводя к острому артриту бедренных и плечевых суставов. Частота возникновения и острота поражений костей напрямую связаны с глубиной погружений. Те, кто никогда не опускался ниже 30 м, остались целыми и невредимыми, а у 20% экстремалов, побывавших на глубине 200 м и ниже, отмечены симптомы некроза.
Организм человека реагирует на изменение давления перестройкой своих биологических систем. Чтобы при этом не произошли необратимые процессы, для всех людей, чья работа связана с трудом при низком и высоком давлении, разработаны гигиенические требования к режиму и условиям работы, правила декомпресии, перечень противопоказаний для персонала.
Татьяна Кривомаз, канд. биол. наук
По материалам книги профессора физиологии Оксфордского университета Френсис Эшкрофт «На грани возможного:
наука выживания»
“Фармацевт Практик” #06′ 2015
Невообразимая глубина: как человек выживает, погрузившись под воду на 700 метров
Мы живем на планете воды, но земные океаны знаем хуже, чем некоторые космические тела. Больше половины поверхности Марса артографировано с разрешением около 20 м — и только 10−15% океанского дна изучены при разрешении хотя бы 100 м. На Луне побывало 12 человек, на дне Марианской впадины — трое, и все они не смели и носа высунуть из сверхпрочных батискафов.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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.
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Доспех против давления
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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».
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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».
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
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.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Избавиться от анестезирующего действия азота можно, снизив его поступление в организм. Так работают дыхательные смеси нитроксы, содержащие увеличенную (иногда до 36%) долю кислорода и, соответственно, пониженное количество азота. Еще заманчивее было бы перейти на чистый кислород. Ведь это позволило бы вчетверо уменьшить объем дыхательных баллонов или вчетверо увеличить время работы с ними. Однако кислород — элемент активный, и при длительном вдыхании — токсичный, особенно под давлением.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Чистый кислород вызывает опьянение и эйфорию, ведет к повреждению мембран в клетках дыхательных путей. При этом нехватка свободного (восстановленного) гемоглобина затрудняет выведение углекислого газа, приводит к гиперкапнии и метаболическому ацидозу, запуская физиологические реакции гипоксии. Человек задыхается, несмотря на то что кислорода его организму вполне достаточно. Как установил тот же Холдейн-младший, уже при давлении в 7 атм дышать чистым кислородом можно не дольше нескольких минут, после чего начинаются нарушения дыхания, конвульсии — все то, что на дайверском сленге называется коротким словом «блэкаут».
Жидкостное дыхание
Пока еще полуфантастический подход к покорению глубины состоит в использовании веществ, способных взять на себя доставку газов вместо воздуха – например, заменителя плазмы крови перфторана. В теории, легкие можно заполнить этой голубоватой жидкостью и, насыщая кислородом, прокачивать ее насосами, обеспечивая дыхание вообще без газовой смеси. Впрочем, этот метод остается глубоко экспериментальным, многие специалисты считают его и вовсе тупиковым, а, например, в США применение перфторана официально запрещено.
Поэтому парциальное давление кислорода при дыхании на глубине поддерживается даже ниже обычного, а азот заменяют на безопасный и не вызывающий эйфории газ. Лучше других подошел бы легкий водород, если б не его взрывоопасность в смеси с кислородом. В итоге водород используется редко, а обычным заменителем азота в смеси стал второй по легкости газ, гелий. На его основе производят кислородно-гелиевые или кислородно-гелиево-азотные дыхательные смеси — гелиоксы и тримиксы.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Глубже 80 м
Сложные смеси Здесь стоит сказать, что компрессия и декомпрессия при давлениях в десятки и сотни атмосфер затягивается надолго. Настолько, что делает работу промышленных водолазов — например, при обслуживании морских нефтедобывающих платформ — малоэффективной. Время, проведенное на глубине, становится куда короче, чем долгие спуски и подъемы. Уже полчаса на 60 м выливаются в более чем часовую декомпрессию. После получаса на 160 м для возвращения понадобится больше 25 часов — а ведь водолазам приходится спускаться и ниже.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Поэтому уже несколько десятилетий для этих целей используют глубоководные барокамеры. Люди живут в них порой целыми неделями, работая посменно и совершая экскурсии наружу через шлюзовой отсек: давление дыхательной смеси в «жилище» поддерживается равным давлению водной среды вокруг. И хотя декомпрессия при подъеме со 100 м занимает около четырех суток, а с 300 м — больше недели, приличный срок работы на глубине делает эти потери времени вполне оправданными.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Методы длительного пребывания в среде с повышенным давлением прорабатывались с середины ХХ века. Большие гипербарические комплексы позволили создавать нужное давление в лабораторных условиях, и отважные испытатели того времени устанавливали один рекорд за другим, постепенно переходя и в море. В 1962 году Роберт Стенюи провел 26 часов на глубине 61 м, став первым акванавтом, а тремя годами позже шестеро французов, дыша тримиксом, прожили на глубине 100 м почти три недели.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Здесь начались новые проблемы, связанные с длительным пребыванием людей в изоляции и в изнурительно некомфортной обстановке. Из-за высокой теплопроводности гелия водолазы теряют тепло с каждым выдохом газовой смеси, и в их «доме» приходится поддерживать стабильно жаркую атмосферу — около 30 °C, а вода создает высокую влажность. Кроме того, низкая плотность гелия меняет тембр голоса, серьезно затрудняя общение. Но даже все эти трудности вместе взятые не поставили бы предел нашим приключениям в гипербарическом мире. Есть ограничения и поважнее.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Глубже 600 м
Предел В лабораторных экспериментах отдельные нейроны, растущие «в пробирке», плохо переносят экстремально высокое давление, демонстрируя беспорядочную гипервозбудимость. Похоже, что при этом заметно меняются свойства липидов клеточных мембран, так что противостоять этим эффектам невозможно. Результат можно наблюдать и в нервной системе человека под огромным давлением. Он начинает то и дело «отключаться», впадая в кратковременные периоды сна или ступора. Восприятие затрудняется, тело охватывает тремор, начинается паника: развивается нервный синдром высокого давления (НСВД), обусловленный самой физиологией нейронов.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Зачем дышать с закрытым носом
Добавление к кислородно-гелиевой смеси небольших (до 9%) количеств азота позволяет несколько ослабить эти эффекты. Поэтому рекордные погружения на гелиоксе достигают планки 200−250 м, а на азотсодержащем тримиксе — около 450 м в открытом море и 600 м в компрессионной камере. Законодателями в этой области стали — и до сих пор остаются — французские акванавты. Чередование воздуха, сложных дыхательных смесей, хитрых режимов погружения и декомпрессии еще в 1970-х позволило водолазам преодолеть планку в 700 м глубины, а созданную учениками Жака Кусто компанию COMEX сделало мировым лидером в водолазном обслуживании морских нефтедобывающих платформ. Детали этих операций остаются военной и коммерческой тайной, поэтому исследователи других стран пытаются догнать французов, двигаясь своими путями.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Пытаясь опуститься глубже, советские физиологи изучали возможность замены гелия более тяжелыми газами, например неоном. Эксперименты по имитации погружения на 400 м в кислородно-неоновой атмосфере проводились в гипербарическом комплексе московского Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН и в секретном «подводном» НИИ-40 Министерства обороны, а также в НИИ Океанологии им. Ширшова. Однако тяжесть неона продемонстрировала свою обратную сторону.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Можно подсчитать, что уже при давлении 35 атм плотность кислородно-неоновой смеси равна плотности кислородно-гелиевой примерно при 150 атм. А дальше — больше: наши воздухоносные пути просто не приспособлены для «прокачивания» такой густой среды. Испытатели ИМБП сообщали, что, когда легкие и бронхи работают со столь плотной смесью, возникает странное и тяжелое ощущение, «будто ты не дышишь, а пьешь воздух». В бодрствующем состоянии опытные водолазы еще способны с этим справиться, но в периоды сна — а на такую глубину не добраться, не потратив долгие дни на спуск и подъем — они то и дело просыпаются от панического ощущения удушья. И хотя военным акванавтам из НИИ-40 удалось достичь 450-метровой планки и получить заслуженные медали Героев Советского Союза, принципиально это вопроса не решило.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Новые рекорды погружения еще могут быть поставлены, но мы, видимо, подобрались к последней границе. Невыносимая плотность дыхательной смеси, с одной стороны, и нервный синдром высоких давлений — с другой, видимо, ставят окончательный предел путешествиям человека под экстремальным давлением.
За помощь в подготовке статьи автор благодарит заведующего Отделом барофизиологии, баротерапии и водолазной медицины ИМБП РАН Владимира Комаревцева
5 обсудить
Дима Викторович 11 Июня 2021, 00:20
Блин, автор. Половина инфы в статье ПОЛНЫЙ БРЕД. Под водой более 15 лет и знаю о чем говорю. Кому интересна физиология подводных погружений, работы барофизиоллога СМОЛИНА В.В, в руки. Ну и так самые идиотские ляпы- 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. Yасыщение тканей происходит ВСЕМИ газами в дыхательной смеси. Скорость насыщения и рассыщения зависит не только от газа но и от вида тканей. Сейчас насыщение рассыщение, а следовательно время декомпрессии считают по 16 группам тканей и по всем газам входящим в дыхательную смесь. ( в дайвинге) У профи водолазов глубоководников около 32 типов. Азотная белочка.. Ни кто так не называет. На самом деле — азотное наркотическое опьянение, она же «азотка». Зависит от парциального давления азота в дыхательной смеси. Если дышать воздухом, где азота 78%, то наступает примерно после 50 — 55 метров. Принято считать что торкает при парциалке 5,5- 6, но по факту сильно зависит от условий. т.е. в Египте и на 50 нормально, а в каком нить карьере при нулевой видимости и температуре воды +7 и на 35 накрывать может. Механизм возникновения примерно ясен,( специалистам) но описывать его здесь смысла нет. Один хрен, там в терминологии только союзы будут понятны и названия газов с номерами страниц. Еще заманчивее было бы перейти на чистый кислород. Ведь это позволило бы вчетверо уменьшить объем дыхательных баллонов или вчетверо увеличить время работы с ними. Это вообще за пределами добра и зла. А как выводить из тушки углекислый газ, какими объемами на выдохе? Для справки человек потребляет за один цикл вдох — выдох 4-5 процентов кислорода из дыхательной смеси т.е. да же 21 процент кислорода в воздухе избыточен для дыхания. А вот объем газа прогоняемый за цикл вдох — выдох около 2-3 литров в зависимости от интенсивности дыхания. Может быть и больше. Так что размер баллона уменьшить не получится. Проще говоря — что воздух, что кислород — время погружения по запасам газа будет ОДИНАКОВЫМ. При замене части азота на кислород в дыхательной смеси, отодвигается время декомпрессионных обязательств по азоту. Но уменьшается возможная глубина погружения в силу того что кислород с увеличением глубины становится токсичным чем больше кислорода в смеси, тем меньше безопасная глубина погружения О чем будет написано дальше. Кстати для примера для того что бы дышать на глубине 100 метров используют смесь примерно такого состава, Кислород 12 — 15 процентов, гелий 50 — 60 остальное азот. В принципе гелий можно и побольше, хуже не будет, но вот сцуко дорогой газ. ладно пошли дальше Чистый кислород вызывает опьянение и эйфорию, ведет к повреждению мембран в клетках дыхательных путей. При этом нехватка свободного (восстановленного) гемоглобина затрудняет выведение углекислого газа, приводит к гиперкапнии и метаболическому ацидозу, запуская физиологические реакции гипоксии. Человек задыхается, несмотря на то что кислорода его организму вполне достаточно. Как установил тот же Холдейн-младший, уже при давлении в 7 атм дышать чистым кислородом можно не дольше нескольких минут, после чего начинаются нарушения дыхания, конвульсии — все то, что на дайверском сленге называется коротким словом «блэкаут». ППЦ, Автор, ты что курил когда писал эту ахинею? Начну с конца. Какой нахрен «блэкаут» ( это вообще из терминологии фридайверов, ну тех самых, которые без баллонов на задержке и на 150 — 200 метров). И КОНЦА. Дышать чистым кислородом можно в течении нескольких минут при 3,5 атм, ну как дышать. Смерть наступит примерно через минуты две, три. У тренированного спецназа минут может через 10 у них своя атмосфЭра. У меня знакомый погб в еги так.. Опыта выше крыши, но в силу стечения обстаятельств оказался на глубине 40 метров с баллоном в котором было 70 процентов кислого. Кто посообразительней сам может посчитать парциалку кислорода, и она сильно мерьше 7 атм. Отравление ЦНС кислородом, вот что это такое. OxTox (токсичный кислород) кому интересно сами найдете. НО описания барофизиологов и рядом не лежат с тем что понаписал автор. Гелиокс и тримикс, первый распространен мало, второй на много больше, Используют их начиная не с 80 метров, а сильно ранше, от полтинника и и ниже. Все что написно ниже про водолазов. Ну то же мягко говоря хрень.. Ибо для того что бы писать какие то цифры необходимо иметь исходные данные, как то состав дыхательной смеси. глубину, время погружения, интесивность дыхания, физ нагруки. В общем там удел крутых профи и кстати технологии работ на глубинах свыше 100 метров комерсы беригут как самую главную военную тайну, я не шучу, Сейчас работы на глубине свыше 200 метров может выполнить 3 — 4 десятка человек и только на одном судне. И как они туда ходят и работают и как проходят декообязательства сие есть тайна покрытая.. Нет не мраком, а коммерческими интересами. А ну да. Работают там в основном норвеги, видать в силу полной флегматичности и офигенно высокого заработка. За рассуждения о неоновых занырах в барокамере, ничего не могу сказать, не в курсе, но вот один из самых именитых барофизиолог в СССР и РФ при личном общении ни разу про них не упоминал, что как минимум странновато, хотя возможно он и не все рассказывал, эту инфу сами ковыряйте. В обще в статье примерно 40 процентов верной информации но и полной дичи выше крыши. Писала очередная жертва ЕГ.