Сверхглубокие погружения: может ли человек жить на глубине 700 м?

Человек спускается на глубину, недоступную атомным подводным лодкам

Популярная механикаHi-Tech

Сверхглубокие погружения: может ли человек жить на глубине 700 м?

Дышите глубже: человек спускается на глубину, недоступную атомным подводным лодкам.

Роман Фишман

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.

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.

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. 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.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

3 лучших романа, в которых миром правит искусственный интеллект 3 лучших романа, в которых миром правит искусственный интеллект

Писатели-фантасты рассуждают о сценариях будущего с развитым ИИ

Популярная механика, март'20
От Нонны Мордюковой до Ольги Бузовой: самые болезненные разводы российских звезд От Нонны Мордюковой до Ольги Бузовой: самые болезненные разводы российских звезд

18 историй любви знаменитостей, чье расставание было пропитано  предательствами

Cosmopolitan, май'18
Что за папка Windows.old, и зачем она нужна? Что за папка Windows.old, и зачем она нужна?

Эта папка может весить несколько гигабайт и занимать много места на диске

CHIP, март'20
Лучшие шутки дня и Игорь Чайка! Лучшие шутки дня и Игорь Чайка!

Конфиденциальный дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim, май'18
Переспать и выжить: сколько на самом деле нужно спать Переспать и выжить: сколько на самом деле нужно спать

Сколько все-таки нужно спать, и работает ли тут правило “чем больше, тем лучше”

Популярная механика, март'20
Болото обещаний. Почему Россия проиграла Казахстану в создании финансового центра Болото обещаний. Почему Россия проиграла Казахстану в создании финансового центра

На создание Международного финансового центра в Астане ушло три года

Forbes, май'18
Воспитание без наказания Воспитание без наказания

Безопаснее и эффективнее воспитывать ребенка «пряником»

Psychologies, май'18
В трёх соснах В трёх соснах

Стильный особняк в зелёной зоне на окраине Москвы

SALON-Interior, июнь'18
Мужской дресс-код на свадьбу: базовые правила Мужской дресс-код на свадьбу: базовые правила

19 мая состоится главная свадьба этого года — принц Гарри женится на Меган Маркл

Esquire, май'18
Нетронутые леса Европы нанесены на карту Нетронутые леса Европы нанесены на карту

Нетронутых лесов в Европе удивительно много, но они по-прежнему уязвимы

National Geographic, май'18
Балеарские острова удвоили туристический налог Балеарские острова удвоили туристический налог

За пребывание на Балеарских островах придется выложить вдвое больше

National Geographic, май'18
8 женщин, которые меня рассмешили 8 женщин, которые меня рассмешили

Эти женщины заставляют улыбаться актрису Эми Шумер

Glamour, июнь'18
Дестреза: история испанского фехтования как науки и искусства Дестреза: история испанского фехтования как науки и искусства

150 лет назад фехтование являлось ключевым навыком

National Geographic, май'18
Ему отвечу «да» Ему отвечу «да»

Свадьба — это начало новой главы в биографии повесы

The Rake, апрель'18
Кратчайшая история наручников: как люди сковывали друг друга Кратчайшая история наручников: как люди сковывали друг друга

С древнейших времен люди пытались ограничить подвижность друг друга

Популярная механика, май'18
4 каменных чуда Финляндии 4 каменных чуда Финляндии

На что посмотреть после рыбалки и сауны

National Geographic, май'18
Сколько видеопамяти нужно для игр? Сколько видеопамяти нужно для игр?

Сколько же видеопамяти действительно нужно для игр

CHIP, июнь'18
Крис Пратт Крис Пратт

Интервью с Крисом Праттом

L’Officiel, июнь'18
Северного белого носорога спасут клонированием Северного белого носорога спасут клонированием

Ученые ищут способы восстановить почти исчезнувший подвид носорога

National Geographic, май'18
Остановись, старенье! Остановись, старенье!

Геронтологи готовы к прорыву

Огонёк, май'18
В поисках вдохновения В поисках вдохновения

Вдохновение нужно нам и в повседневной жизни

Psychologies, май'18
Общий предок ящериц и змей оказался старше на 75 миллионов лет! Общий предок ящериц и змей оказался старше на 75 миллионов лет!

Палеонтологи уточнили возраст отряда чешуйчатых

National Geographic, май'18
Россия против географии. Почему одни города вымирают, а другие растут Россия против географии. Почему одни города вымирают, а другие растут

В последние годы россияне активно переселяются на юг страны

Forbes, май'18
Дочка, дочка, запятая Дочка, дочка, запятая

Светлана Захарова о том, каково это — родить еще одного ребенка после сорока

Tatler, июнь'18
Плот больного воображения: захватывающая история самого неудачливого яхтсмена в истории Плот больного воображения: захватывающая история самого неудачливого яхтсмена в истории

Яхтсмен Дональд Краухерст — самый загадочный горемыка яхтенного спорта

Maxim, май'18
Документальная фотография Леона Левинстайна Документальная фотография Леона Левинстайна

Выставка «Modernist Documentary: фотографии Леона Левинстайна»

National Geographic, май'18
Эпоха одноразовых вещей: почему все так быстро ломается Эпоха одноразовых вещей: почему все так быстро ломается

Мысль о том, что производитель в первую очередь заботится о вас — утопия

Forbes, май'18
Игры со вкусом: Нижний Новгород Игры со вкусом: Нижний Новгород

Путеводитель по Нижнему Новгороду: что посмотреть, где жить, как развлекаться

National Geographic, май'18
Трейдер-шатун. Сотрудника «Лукойла» обвинили в скачках курса доллара Трейдер-шатун. Сотрудника «Лукойла» обвинили в скачках курса доллара

Финансист из «Лукойла» и его партнер провернули инсайдерскую схему

Forbes, май'18
«Веселый Роджер» по-русски «Веселый Роджер» по-русски

Когда разбойники под парусом превращались в национальных героев

Дилетант, май'18
Открыть в приложении