Мир путешествий и приключений - сайт для нормальных людей, не до конца испорченных цивилизацией

| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |


OUTDOORS.RU - портал в Мир путешествий и приключений

КАК РЫБА В ВОДЕ

Просто не верится: дно океана изучено гораздо хуже, чем поверхность Луны. Однако ученые утверждают, что это так.

Впрочем, если подумать, ничего удивительного тут нет. Вспомните, как много можно увидеть в иллюминатор самолета. Под крылом проплывают изрезанные ущельями горы, серебрятся ленты рек, зеленеют массивы лесов. А теперь вообразите, что все это покрыто многокилометровой толщей воды. Ничего не увидишь, кроме волн. А ведь под ними — целый мир.

Голубой континент манит человека. Пока человеку удалось с помощью приборов лишь заглянуть краем глаза в океанские глубины. Оказалось, что голубой континент — сказочно богатая страна. На дне океана фантастические запасы разнообразных полезных ископаемых. Круглый год дает урожай подводная целина. Неисчислимы косяки рыб и стада морских животных.

Нет здесь только людей. Ныряльщики, аквалангисты, водолазы — не в счет. Во-первых, их немного, а во-вторых, они тут кратковременные гости. Но, по-видимому, вскоре дело будет обстоять иначе. На повестке дня стоит вопрос не только об исследовании океанских просторов, но и об освоении их человеком. Океанологи уже видят в своих мечтах подводные ландшафты не такими, какими они выглядят сегодня. Воображение рисует на дне океана заводы, фабрики, атомные электростанции. Комбайны снимают урожай подводных плантаций. По улицам подводных городов снуют фигурки людей. Фантастика? И да, и нет. Но судите сами.

«... Я очутился под водой, и передо мной открылась картина сказочного мира. С поверхности прекрасно видны домики, стоящие на грунте. Неописуема общая картина кораллового рифа, где плавало несколько аквалангистов, которые занимались сбором кораллов, раковин и фотографированием. Незабываемое зрелище представляют сами домики. Вследствие того что в них подается воздух под давлением, излишки воздуха выходят через клапан, который расположен вверху, а поэтому создается полное впечатление, что из трубы идет дым.

В подводном поселке. Я представлял себе, что для проникновения в подводный домик необходимо войти в специальную камеру с водой, лишь после откачки которой можно будет войти в помещение. Каково же было мое удивление, когда, сделав два шага по трапу, я свободно глотнул свежий воздух, и в следующее мгновение меня ухватили за руки и втащили в прихожую. Мне помогли снять подводную амуницию и предложили вымыться пресной водой. Показали помещение лаборатории, столовой и спальни. В салоне стоит телевизор с тремя экранами. Причем один экран показывает подводный мир, другой — жизнь внутри домика, который расположен на глубине 25 метров, и третий связан с судном-базой».

Похоже на отрывок из научно-фантастической повести, не так ли? Однако это взято из статьи, которую написал для «Недели» начальник советской экспедиции в Красном море Б. Соловьев. Летом прошлого года он побывал в подводном поселке. Его основал капитан Жак Ив Кусто, известный исследователь глубин. Поселок на дне моря состоял из двух коттеджей. Один пятикомнатный и рассчитан на 24 человека, второй коттедж двухкомнатный. Воздух и электричество поступали с поверхности. В помещениях есть установка для кондиционирования воздуха. В домах все удобства — телефоны, телевизоры, электроотопление. Словом, жили тут с комфортом. Продолжалось это в течение месяца.

Результаты были обнадеживающими. Ныряя в акваланге с поверхности, нельзя пробыть под водой больше двух с половиной часов в сутки. А жители необычного поселка ежедневно плавали по семь-восемь часов. Остальное время они проводили в подводных домиках. Давление воздуха в помещениях составляло несколько атмосфер. Организм быстро свыкался с этим и легко переносил глубинные погружения. Аквалангисты легко опускались на стометровую глубину. А еще глубже?

В аквалангах на дно океана? Пока пришлось ограничиться сотней метров. Но исследователи видят возможности освоить с помощью акваланга и гораздо большие глубины. Заявка уже сделана: швейцарец Ханнес Келлер смог опуститься в прошлом году на 300 метров, и он утверждает, что это отнюдь не предел. Заявление Келлера вызвало среди исследователей подводного мира настоящую сенсацию. Да и было отчего: швейцарец перечеркнул все общепринятые теории погружения с аквалангом.

Суть дела вот в чем. Находясь на глубине, человек может дышать лишь в том случае, когда воздух поступает в легкие под таким же давлением, как в окружающей среде. В этом случае ныряльщик нисколько не ощущает глубинного давления. Если в баллоне акваланга воздух сжать до 100 атмосфер, это на первый взгляд должно обеспечить погружение на глубину около километра. Увы, одно дело — умозрительные рассуждения, а другое — практика.

На деле все получается не так-то гладко. Первая трудность — глубинное опьянение. Оно наступает уже в 30—50 метрах от поверхности. Человек неожиданно теряет контроль над собой. Бывали случаи, когда ныряльщик вдруг выплевывал изо рта мундштук дыхательной трубки. Ясно, к чему это вело. Или отказывался, несмотря на сигналы с поверхности, подниматься, упорно погружаясь все глубже и глубже.

В чем дело? Отвечая на этот вопрос, американец Бэнк еще в 1935 году выдвинул простое объяснение. С ростом давления увеличивается количество растворенного в крови азота —составной части воздуха. Это и приводит к своеобразному отравлению организма. Эффект его сходен с действием алкоголя.

Если в воздухе нет азота. Доводы Бэнка показались убедительными. В 1948 году американец Боллард использовал при погружении дыхательную смесь, в которой азот был заменен гелием. Он достиг глубины 164 метров. Шестью годами позднее, в 1956 году, англичанин Вукей опустился, дыша такой смесью, еще глубже — на 180 метров.

Итак, вроде бы доказано, кто виновник глубинного опьянения — азот. Однако некоторые факты противоречили этому. Например, итальянский ныряльщик Джанни Реджи нашел любопытный способ бороться с таким опьянением. Он заметил, что если при первых его симптомах начать дышать особым образом, делая глубокие, медленные вдохи,— все проходит. Но ведь на содержание азота в крови этим не повлияешь. Значит, дело тут не только в азоте.

Чтобы найти истинную причину глубинного опьянения, исследователи стали изучать особенности легочного дыхания при повышенном давлении.

Азот ни при чем. Ритм вдохов и выдохов зависит от содержания углекислого газа в воздухе, заполняющем альвеолы — легочные ячейки. Пока концентрация углекислого газа держится на определенном уровне, все идет нормально. Если же она вдруг возрастет, дыхание сразу же участится. При этом улучшится «вентиляция» легких.

Как же скажется на дыхательной деятельности повышенное давление?

При нормальном атмосферном давлении масса воздуха в легких составляет лишь несколько граммов. Чтобы обеспечить его обновление, больших мышечных усилий не нужно. Другое дело, если мы окажемся на глубине, скажем, 100 метров. Тут давление в И раз больше, чем на поверхности. Во столько же возрастет плотность (а следовательно, и масса) воздуха в легких. А это приведет к тому, что легкие не успеют полностью обновить такое количество воздуха. Прежде чем закончится выдох, нервные импульсы уже заставят легкие начать вдох.

А результат? Часть отработанного воздуха остается в легких. Нарушается их нормальная «вентиляция». Количество углекислого газа в легких, а значит, и в крови возрастает.

Может показаться, что ничего страшного здесь нет. Ведь избыток углекислого газа вызывает учащение дыхания. При этом «вентиляция» легких улучшится, и все придет в норму.

СО2 «тормозит» легкие, кислород действует наоборот. Однако это не так. Мы не приняли во внимание одно существенное обстоятельство. Мы дышим, потому что организму нужен кислород. Его содержание в легких тоже влияет на ритм дыхания. Только если повышенная концентрация углекислого газа вызывает учащенное дыхание, то большое содержание кислорода в легких, наоборот,— замедленное. А при повышенном давлении (не забывайте, что мы с вами мысленно опустились на стометровую глубину) количество кислорода в легких заметно возрастает по сравнению с обычным.

Получается любопытная вещь. С одной стороны, под действием углекислого газа ныряльщик должен дышать чаще. С другой — в легких у него много кислорода, и поэтому он должен дышать реже. Как же ему быть?

Нервные клетки, управляющие дыханием, «не знают», что делать. Из-за этого в организме начинаются расстройства. Это и воспринимается как глубинное опьянение.

Виновники глубинного опьянения найдены. Итак, дело вовсе не в азоте. Виноваты во всем углекислый газ и кислород. Теперь мы можем понять, почему Джанни Реджи удавалось бороться с опьянением, если он делал глубокие и медленные вдохи. Ведь при этом «вентиляция» легких улучшается и количество углекислого газа в них становится более приемлемым для организма.

Напрашивается и другой способ избежать глубинного опьянения. Нужно уменьшить содержание кислорода в легких ныряльщика. Скажем, пусть он дышит газовой смесью с небольшой концентрацией кислорода.

Ханнес Келлер решил проверить это предположение. В августе 1960 года он поставил свой первый рекорд, опустившись в озере Лаго Маджиоре на глубину 156 метров. В основном баллоне у него была дыхательная смесь, состоявшая из 5 процентов кислорода и 95 процентов азота. Для дыхания в начале погружения она непригодна — ныряльщик, пользуясь ею, испытывал бы на небольших глубинах кислородный голод. Поэтому на первых 30 метрах спуска под воду Келлер дышал обыкновенным сжатым воздухом. А затем перешел на свою смесь, которая на больших глубинах оказалась весьма эффективной.

Путь к глубинам. Никаких симптомов глубинного опьянения Келлер не чувствовал. Его смелый эксперимент показал, -что барьер глубины лежит значительно ниже, чем полагали. Сам исследователь считает, что этот барьер находится где-то на глубине в несколько километров.

Можно подумать, что таким образом проблема глубоководных спусков с аквалангом решена. Но не торопитесь с выводами.

Достигнуть большой глубины — это лишь полдела. А вторая половина дела — подняться обратно на поверхность. Здесь ныряльщики тоже сталкиваются с немалыми трудностями.

Подняться не легче, чем спуститься. Дело в том, что при повышенном давлении увеличивается растворимость газов в жидкости. Скажем, количество азота, растворенного в крови, с каждыми десятью метрами глубины возрастает примерно вдвое. А это влечет массу неприятностей. И возникают они тогда, когда ныряльщик начинает подъем к поверхности.

Вспомните, что происходит, когда открывают бутылку о газированным напитком. Если пробку вытаскивать осторожно, растворенный в жидкости газ с шипением выходит из горлышка. В жидкости появляются пузырьки газа, но в общем их немного. Иначе все обстоит, если пробка выскакивает сразу. При этом газ выделяется так интенсивно, что жидкость вскипает от пузырьков.

Нечто подобное происходит в организме ныряльщика. Если он поднимается медленно, азот из крови выделяется постепенно, и ничего страшного не происходит. А при быстром подъеме? В этом случае выделение азота происходит так бурно, что в крови образуются многочисленные пузырьки. Они могут закупорить кровеносные сосуды, и тогда...

Тише едешь, дальше будешь. Чтобы избежать несчастных случаев, подъем не должен быть очень быстрым. Время его зависит от глубины, на которую ныряльщик погружается. Обычно водолазы и аквалангисты пользуются специальными таблицами декомпрессии. В соответствии с этими таблицами ныряльщик на пути к поверхности делает ряд остановок определенной продолжительности —чтобы максимально снизить содержание азота в крови.

К первым сообщениям о глубоководных спусках Келлера многие специалисты отнеслись сдержанно. И понятно, почему: увеличивается глубина погружения — растет время подъема на поверхность. Например, Вукей, спустившийся до глубины 180 метров и пробывший там лишь несколько минут, вынужден был подниматься в течение 12 часов! Ясно, что практическая польза таких спусков под воду невелика.

«Космические» скорости подъема на поверхность. Однако подробности погружений, которые совершал Келлер, заставили специалистов развести руками. Оказалось, он тратил на подъем к поверхности гораздо меньше времени, чем предусматривалось общепринятыми таблицами декомпрессии. Например, спустившись на глубину 222 метров в озере Лаго Маджиоре, он поднялся на поверхность спустя 53 минуты после того, как коснулся дна!

53 минуты у Келлера и 12 часов у Вукея. Нетрудно оценить значение опытов швейцарца. Они означают не просто рекордные погружения. Это путь к завоеванию человеком морских глубин. И, разумеется, к их освоению.

В чем же секрет Келлера? К сожалению, пока известно немногое. Швейцарец хранит свое открытие в тайне. Однако, судя по отрывочным сообщениям в зарубежной печати, суть его способа заключается в следующем.

Во время своих спусков Келлер дышит газовой смесью особого состава, который по мере погружения меняется. Этим он препятствует тому, чтобы один какой-нибудь газ в большом количестве растворялся в тканях. Тщательно изучив особенности выделения различных газов при различных давлениях, Келлер составил свои собственные таблицы декомпрессии. Любопытно, что при составлении этих таблиц он пользовался «услугами» электронно-вычислительной машины. Он надеется на ее помощь и в дальнейших своих экспериментах, цель которых — километровые глубины.

Искусственные жабры. Келлер не единственный, кто ищет путь на дно океана. В одной из лабораторий США ученые всерьез работают над созданием... искусственных жабр. Они мыслятся в виде портативного аппарата, который будет насыщать кровь кислородом и удалять из нее углекислый газ. Легкие при этом остаются «без работы». По мнению Жака Ива Кусто, таким способом в будущем удастся достичь глубин в несколько километров.

Нелегко предсказать, когда это осуществится. Одно несомненно: у человека есть немало возможностей чувствовать себя в воде как рыба. Во всяком случае, эксперименты с животными показали, что соперничать с рыбами можно не только благодаря аквалангу или искусственным жабрам.

Собака в аквариуме. На дне огромного аквариума — собака. У нее над головой полутораметровый слой воды. Слегка виляя хвостом, животное бродит по дну, тычется носом в стекло. Пасть открыта, бока ходят ходуном. Собака дышит... водой!

Может быть, вы слышали о попытках научить собак нырять с аквалангом. Но на этот раз дело обстоит иначе. Никакого акваланга на собаке нет. Единственное, что на ней надето, — брезентовый пояс с карманами, которые заметно оттопыриваются. Там свинцовые пластины. Они нужны, чтобы животное крепче стояло на ногах и — зачем скрывать!— чтобы его поменьше подмывало всплыть на поверхность. Ведь что ни говори, а чувствует она себя тут явно не в своей тарелке. Впрочем, со временем животное несколько привыкает к необычной обстановке. Вокруг шныряют рыбешки. Пузырьки воздуха, которые выходят изо рта, не раздражают животное, как в первые часы, пребывания под водой.

Гораздо труднее привыкнуть к этому зрелищу людям, которые окружили аквариум и наблюдают за подводной собакой. И это несмотря на то, что они прекрасно знают, в чем тут дело. Эксперимент подходит к концу. А вернее, первая его стадия. Собаку вытаскивают из аквариума, вытряхивают из ее легких воду. Затем, массируя животному грудную клетку, заставляют его снова начать дышать воздухом.

Животное опять в своей стихии. Стряхнув с себя воду, оно жадным взглядом следит за человеком в белом халате. В руках у него кусок мяса. Собака ловит его на лету. А после этого послушно идет за своим «кормильцем». Он ведет ее в лабораторию, где организм животного будет подвергнут тщательному обследованию.

Вероятно, читателя уже начинают мучать сомнения: не главу ли из научно-фантастической повести ему пересказывают? Нет, все это происходило в действительности.

Такие эксперименты проводились и проводятся в Лейденском университете в Голландии. Автор их — известный физиолог профессор Иоханнес Кильстра. Он занимается изучением особенностей легочного дыхания. Это нужно и для разработки эффективных способов возвращать к жизни утонувших, и для' спасения новорожденных, которые появились на свет бездыханными, и... как знать, не пригодятся ли результаты необычных опытов с собаками будущим покорителям голубого континента? Ученый начал с того, что заинтересовался, казалось бы, детским вопросом: почему человек или, скажем, собака гибнут, захлебнувшись водой?

На первый взгляд все объясняется просто — нечем дышать, ибо легкие, в отличие от жабр, не приспособлены к тому, чтобы извлекать из воды кислород. Но оказалось, это не совсем так.

Можно ли заменить жабры легкими? Обычно кислорода в воде растворено немного. Рыбы выходят из положения, процеживая через жабры большие количества воды. Но обладателю легких такой выход не подходит. Ведь через них непрерывно прогонять воду нельзя. Вдох-выдох — вот принцип их работы.

Вообще же, как показали исследования, легкие могут извлекать кислород из воды. Будь его там больше, организм смог бы и с помощью легких обеспечить свои потребности в нем.

Будь его больше... А нельзя ли увеличить содержание кислорода в воде? Разумеется, можно. Но просто накачать его в воду — это мало что даст. Пузырьки кислорода почти сразу же улетучатся — как газ из бокала с шампанским. Другое дело, если растворить его в воде. Тогда кислород будет находиться в ней сколь угодно долго. Правда, тут есть одно «но».

Да, можно. Мы уже знаем, что растворимость газа в жидкости зависит от давления. Его придется увеличить. Иоханнес Кильстра поступил очень просто: он поместил аквариум в барокамеру. Когда там устанавливали давление около 10 атмосфер, вода растворяла гораздо больше кислорода, чем обычно. Теперь его было в ней столько, что легкие оказались в состоянии конкурировать с жабрами. Во всяком случае, они извлекали из воды достаточные для организма количества кислорода.

К сожалению, легкие недолго выполняли эту роль. Спустя некоторое время у подопытных животных, которые «дышали» водой, начинала идти из горла кровь. Что случилось?

Выяснилось, что виновата в этом вода. Попадая в легкие, она обмывает их поверхность. Во время первых опытов Кильстра наполнял аквариум из водопроводного крана — пресной водой. Солей в ней растворено немного. В крови их значительно больше. Это и вызвало осложнения: соли из крови переходили в воду, заполнявшую легкие.

В результате содержание солей в крови (точнее, в кровяной плазме) резко падало. Начинались всевозможные расстройства, нарушалась координация мышц, в том числе и управляющих работой легких. Словом, в организме происходила авария.

Нужно лишь позаботиться о составе воды. Тогда неприятностей не будет. Нужно только позаботиться, чтобы вода, которой «дышат», имела тот же солевой состав, что и плазма крови. Тогда обмывка легких перестанет быть опасной.

Поэтому Иоханнес Кильстра стал заполнять аквариум в барокамере водой, близкой по составу к физиологическому раствору. Затем при повышенном давлении насыщал ее кислородом и «поселял» в аквариуме необычных обитателей — мышей, крыс, собак.

Лучше всего переносили пребывание под водой собаки. По-видимому, дело тут в размерах животного. Из собачьих легких проще «вытрясти» (это очень важно) воду, когда животное возвращается в родную стихию.

В одном из последних опытов собака, проведя около суток под водой, жила после этого больше месяца. Совершенствуя методику экспериментов, ученый надеется, что пребывание под водой совсем не будет сказываться на здоровье животного.

Удивительные эксперименты «с подводными собаками» продолжаются.

А теперь немного помечтаем. В некоторых районах океана вода по своему составу несколько напоминает физиологический раствор. На больших глубинах давление высокое, и никакой барокамеры нам не потребуется. Подавая по трубам с поверхности воздух, можно насытить воду достаточным количеством кислорода. Ну, а потом?

Города на дне океана будут! Представьте такую картину. На дно опускается человек в акваланге. Запаса воздуха в баллоне хватит ненадолго, но ныряльщика это мало тревожит. По дну тянется труба, из которой вырываются пузырьки воздуха. Вода в этом районе обогащена кислородом. Ныряльщик вытаскивает изо рта нагубник и набирает полную грудь воды. Выдох-вдох, выдох-вдох. Все в порядке. Человек превращается в полноправного обитателя океана. Сейчас он может чувствовать себя в воде не хуже рыбы. Если надо — он выдыхает из легких воду, снова берет в рот нагубник акваланга и поднимается на поверхность.

Невероятно? Да, сегодня это воспринимается именно так. Но наука уже превратила в явь немало дерзких выдумок человека. Хочется верить, что и до этой дойдет очередь. А это значит — города на дне океана будут!

В. С. Ковалевский


 
Рейтинг@Mail.ru
один уровень назад на два уровня назад на первую страницу