На какую глубину может погрузиться человек

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.

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 глубину может погрузиться 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 глубину может погрузиться 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.
звращение 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 глубину может погрузиться 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

Кто на новенького?

Зачастую решение нырнуть на глубину к туристам приходит спонтанно. Например, когда они оказываются в городе, чтобы купить сувениры, и к ним подходят улыбчивые продавцы подводных экскурсий и предлагают осуществить незабываемое путешествие в морские глубины по смешным ценам.
нако покупать сертификат на погружение в случайной экскурсионной лавочке – большая ошибка. Нормальные дайвинг-центры (которые относятся к наиболее известным дайверским ассоциациям – PADI, PDA, CMAS) с такими посредниками не связываются. Низкая цена экскурсии тоже должна насторожить. Третий момент – при заключении договора требуется заполнить специальную анкету, позволяющую выяснить, нет ли у человека каких-то заболеваний, при которых погружение может быть опасным (в первую очередь это касается всех острых недугов и большинства тяжелых хронических заболеваний, особенно легочных и сердечно-сосудистых патологий, а также врожденных пороков сердца).

Первое погружение по всем правилам должно проходить в так называемой «закрытой» воде: бассейне или бухте, а не в море («открытой» воде). Также есть четкое правило безопасности для новичков: максимум два клиента на одного инструктора. На деле же все зачастую происходит совсем не так: туристов сразу вывозят в море, при этом бот бывает переполнен, не редкость, когда на 10 неопытных дайверов – всего 1–2 инструктора.

Не зная броду, не суйся в воду

Погружаться в первый раз разрешено на глубину не более 10–12 метров, поэтому места для дайвинга в нормальных центрах выбирают очень тщательно и так, чтобы там не было никаких подводных течений. У новичков при погружении на глубину больше 40 метров частенько проявляется наркотическое действие азота (так называемое «глубинное опьянение»). Возникшая эйфория часто толкает их на неадекватное поведение и, в частности, заставляет всплывать резко, без остановки. А делать этого нельзя ни в коем случае.


При всплытии даже с небольшой глубины важно не превышать скорость подъема 10–18 м в минуту. Если нарушить режим декомпрессии (то есть всплытия), может развиться декомпрессионная (или кессонная) болезнь. Суть ее вот в чем. По мере погружения в кровь дайвера проникает азот и растворяется там. А при быстром всплытии (под большим давлением и при значительном потреблении воздуха) этот газ не успевает выводиться из организма. В итоге в крови и тканях образуются пузырьки, разрушающе действующие на организм. При легкой степени кессонной болезни чаще всего возникают боли в суставах и мышцах, чувство тяжести в сердце, повышенной усталости. При тяжелых формах возможны поражения легочной ткани, параличи и другие неврологические нарушения, вплоть до летального исхода.

Интенсивность газообразования зависит не только от режима всплытия, но и от индивидуальной устойчивости человека к декомпрессионной болезни. Риск развития недуга прямо пропорционален времени, проведенному под водой и на глубине. Так, при 6‑часовом пребывании на глубине 7–8 м и быстром всплытии заболевают 5% людей; с 16 м – каждый второй; с глубины 24 м – практически каждый человек.

И молимся, чтобы страховка не подвела


Чтобы погружение было успешным, дайвер должен не только заранее продумать выбор режима всплытия (и точно соблюдать его под водой), но и быть на тот момент абсолютно здоровым, отдохнувшим. Также он не должен курить и принимать алкоголь и лекарства (особенно транквилизаторы) ни до, ни после всплытия. Первое время надо также избегать тяжелой физической нагрузки – например, не стоит идти вечером заниматься в тренажерный зал.

Также опасно летать самолетом ранее чем через сутки после погружения (и через 72 часа после многократных погружений в течение одного дня). Это усугубляет развитие декомпрессионной болезни.

На всякий случай нужно узнать, где находится ближайшая рекомпрессионная барокамера, которая необходима для лечения кессонной болезни. Но поскольку 1 час работы этой установки стоит от $700 до 2500, а при тяжелых формах болезни может понадобиться непрерывное лечение в течение нескольких суток, то оптимальный выход для человека, планирующего занятия дайвингом, – приобрести специальную медицинскую страховку. На срок до 20 дней ее стоимость будет около 30 евро, а на год она обойдется примерно в сотню евро.

Дышите глубже!

Если у пострадавшего развилась кессонная болезнь, лучше приступать к лечению как можно раньше, а не ждать до приезда на родину. Тем более что специальных рекомпрессионных барокамер, в которых можно устанавливать особый режим, в обычных российских медицинских учреждениях сегодня, к сожалению, нет. Последний раз такая барокамера работала в РНЦХ РАМН в 90‑х годах, но в связи с большой дороговизной ее использования она уже не функционирует.


Поэтому такие больные могут лечиться только в кислородных барокамерах. Метод гипербарической оксигенотерапии (ГБО) – не самый эффективный в таком случае, но это лучше, чем ничего.

www.aif.ru

Самое глубоководное погружение человека

глубоководное погружение

Долгое время рекордсменом в области фридайвинга выступал французский спортсмен Лоик Леферм. В 2002 году ему удалось осуществить глубоководное погружение на 162 метра. Многие ныряльщики пытались улучшить этот показатель, однако погибали в морской пучине. В 2004 году жертвой собственного тщеславия стал сам Леферм. В ходе тренировочного заплыва в океанической впадине Вильфранш-сюр-Мер он погрузился на 171 метр. Однако подняться на поверхность спортсмену так и не удалось.

Последнее рекордное глубоководное погружение совершил австрийский фридайвер Герберт Ницш. Ему удалось опуститься на 214 метров без кислородного баллона. Таким образом, достижение Лоика Леферма осталось в прошлом.

Рекордное глубоководное погружение среди женщин

самое глубоководное погружение

Несколько рекордов среди женщин установила французская спортсменка Одри Местре. 29 мая 1997 года она осуществила погружение на целых 80 метров на одной задержке дыхания, без баллона с воздухом. Уже через год Одри побила собственный рекорд, опустившись в морскую пучину на 115 метров. В 2001-м спортсменка погрузилась на целых 130 метров. Указанный рекорд, который имеет статус мирового среди женщин, закреплен за Одри по сей день.

12 октября 2002 года Местре совершила свою последнюю попытку в жизни, погрузившись без снаряжения на 171 метр у берегов Доминиканской Республики. Спортсменка использовала лишь специальный груз, не имея при себе кислородных баллонов. Подъем должен был осуществляться с помощью воздушного купола. Однако последний оказался не заправлен. Через 8 минут после того, как стартовало глубоководное погружение, тело Одри было доставлено на поверхность аквалангистами. В качестве официальной причины смерти спортсменки было отмечено возникновение проблем с оборудованием для подъема на поверхность.

Рекордное погружение с аквалангом

глубоководные погружения с аквалангом

Теперь поговорим про глубоководные погружения с аквалангом. Самое значимое из них осуществил французский дайвер Паскаль Бернабе. Летом 2005 года ему удалось опуститься в морскую пучину на 330 метров. Хотя изначально планировалось покорить глубину в 320 метров. Столь значимый рекорд состоялся в результате небольшого казуса. В ходе спуска у Паскаля растянулась веревка, что и позволило заплыть на 10 лишних метров в глубину.

Дайверу удалось успешно подняться на поверхность. Всплытие продолжалось долгих 9 часов. Причиной столь медленного подъема стал высокий риск развития кессонной болезни, что могло привести к остановке дыхания и повреждению кровеносных сосудов. Стоит заметить, что для установления рекорда Паскалю Бернабе пришлось провести целых 3 года в постоянных тренировках.

Рекордное погружение в батискафе

глубоководное погружение человека

23 января 1960 года ученые Дональд Уолш и Жак Пиккард установили рекорд по погружению на дно океана в пилотируемом аппарате. Находясь на борту небольшой подлодки Trieste, исследователи достигли дна Мариинской впадины, оказавшись на глубине 10 898 метров.

Самое глубоководное погружение в пилотируемом человеком батискафе было осуществлено благодаря строительству аппарата Deepsea Challenger, на что у конструкторов ушло долгих 8 лет. Эта мини-подлодка представляет обтекаемую капсулу весом более 10 тонн и с толщиной стен 6,4 см. Примечательно, что до введения в эксплуатацию батискаф несколько раз тестировали давлением в 1160 атмосфер, что выше показателя, который должен был воздействовать на стенки аппарата на дне океана.

В 2012 году известный американский кинорежиссер Джеймс Кэмерон, пилотируя мини-подлодку Deepsea Challenger, покорил предыдущий рекорд, установленный на аппарате Trieste, и даже улучшил его, погрузившись в Мариинскую впадину на 11 км.

fb.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


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