Опрос

Какие рубрики вам наиболее интересны?

View Results

Loading ... Loading ...

Наши партнеры

  • .

Последние комментарии

Освоение морских глубин в истории человека.

Опубликовал Сергей 1 апреля 2012 в рубрике История.

Освоение морских глубин в истории человекаПо-моему, когда заходит речь о том, кому предстоит осваивать владения Нептуна (как и космос), ответ может быть однозначен — и человеку и автоматам. А коль скоро присутствие первого необходимо при работе в глубинах Мирового океана, то следует, очевидно, разобраться в особенностях среды, которую американец Скотт Карпентер, побывавший и в межпланетном пространстве, и в пучине Атлантики, назвал «более враждебной человеку, чем космос».

Стремясь обжиться в столь непривычной для него обстановке, человек придумывал все более сложные технические устройства. Начал с примитивной дыхательной трубки, потом вооружился кожаным мешком, наполненным воздухом, на смену которому пришел водолазный колокол. Затем для подачи воздуха применили насос, следом за ним водонепроницаемые костюмы и сверхпрочные стальные скафандры. Кстати сказать, идею такого аппарата одним из первых выдвинул еще в начале XVIII века русский умелец Б. Никонов.

Изобретатель А. Хотинский в 1881 году получил патент на автономный скафандр. Большую роль в освоении глубин сыграло создание годом позже в Кронштадте водолазной школы.

Огромный вклад в дело освоения океана внесла и созданная в 1923 году по инициативе Ф. Э. Дзержинского экспедиция подводных работ особого назначения, со временем превратившаяся в крупнейшую организацию, которая занималась не только практической работой, но и научными исследованиями. Тщательное изучение физиологии водолаза и создание оригинальной техники позволили осуществить замечательные погружения и провести ряд поистине уникальных операций. Уже в 1931 году водолаз А. Разуваев первым достиг небывалой по тем временам глубины — 81 м, спустя шесть лет группа его товарищей погрузилась на 137 м. Значение свершенного ими становится ясным, если учесть, что значительно позже при освоении меньших глубин погибли опытные подводники — француз Фарг, американец Хоуп, да и другие. Рекорды наших водолазов позволили установить предел погружения со сжатым воздухом, а после того, как на смену ему пришел гелий, Б. Иванов, И. Выскребенцев, С. Кийко в 1946-м смогли погрузиться в двухсотметровую пучину, а за десять лет до швейцарца Г. Келлера водолазы Д. Лимбес, В. Шалаев, А. Ковалевский и другие побывали на 300-м глубине.

Освоение глубин в истории человека

Водолаз дышит через трубку

Цель, которую преследовали отважные первопроходцы владений Нептуна, остается одна — добиться длительного пребывания на глубине и быстрого возвращения на поверхность. Однако еще в XVIII веке французский ученый П. Бэр отметил, что «давление воды действует на живой организм не как непосредственный физический фактор, а как химический агент». В чем же дело?

В обычных условиях все мы дышим воздухом, в котором парциальное давление кислорода (оно равно произведению абсолютного давления смеси на процентное содержание в ней этого газа) составляет 0,21 атм. А если он будет иным?

Освоение морских глубин в истории человека

Водолаз с воздушным мешком из кожи

Оказывается, если давление ниже 0,16 атм., возникает кислородное голодание, сопровождающееся внезапной потерей сознания, а в том случае, когда оно превышает 0,6 атм., наступает кислородное отравление, а за ним и летальный исход. Даже при давлении воздуха 2—2,5 кгс/см2, что соответствует десятиметровой глубине, через полтора-два часа у водолаза могут наступить судороги и затемнение рассудка. Отсюда нетрудно прийти к выводу — чем глубже опускается подводник, тем меньше ему нужно кислорода, место которого в дыхательной смеси должны занять другие газы — разбавители. В атмосферном воздухе им служит азот. Однако при повышенном давлении и с ним происходят неприятные метаморфозы: возникает азотный наркоз. Дурманящее действие азота проявляется на глубине уже 40 м, а на 60—70 м оно становится опасным — у водолаза возникает ненормальное возбуждение, снижаются работоспособность и внимание, начинаются галлюцинации. Почему это происходит?

Одни ученые полагают, что степень отравляющего влияния нейтральных газов зависит от их растворимости в воде и тканях организма, особенно в жиросодержащем веществе мозга. Другие связывают это с молекулярным весом нейтральных газов: чем он больше, тем сильнее его действие. Эта взаимосвязь породила еще одну версию, согласно которой с увеличением плотности дыхательной смеси, ускорением ее турбулентности в дыхательных путях появляется недостаточность альвеолярной вентиляции. А это ведет к накоплению в организме углекислого газа. По теории же Миллера и Паулинга, при высоких давлениях в клетках, вокруг молекул нейтрального газа образуются структурные формирования молекул воды. Это изменяет электрические параметры нервных клеток, что приводит к макро изменениям во всем организме.

Но раз так, то почему бы не применить что-то более безопасное? И в 1937 году американский инженер М. Нол успешно погрузился, дыша гелиевой смесью. Оказалось, что употребление его не вызывает глубинного опьянения и на 300 м. А дальше появляется новый враг. Это НСВД, «нервный синдром высоких давлений», проявляющийся на больших глубинах, где именно гелий и показывает себя «во всей красе». Сначала у подводного пловца начинаются нарушения моторики (дрожь), затем он теряет ясность мышления, приходя в беспричинное возбуждение, заканчивающееся припадками эпилептического характера. Хоть это явление и воспроизводилось в лабораторных условиях, причины его пока объясняются по-разному. Одни ученые отмечают неблагоприятное воздействие гелия на центральную нервную систему, другие считают НСВД следствием нарушения альвеолярно-капиллярного обмена после увеличения плотности вдыхаемой смеси; третьи полагают, что ткани организма, по-разному поглощая нейтральный газ, насыщаются им неравномерно, и между ними образуется перепад давлений — дисбаризм, который и вызывает НСВД.

Освоение морских глубин в истории человека

Поэтому в некоторых странах попробовали заменить и гелий. В 1968 году несколько обезьян опустили на 600 м, подавая им гелиево-водородно-кислородную смесь, и животные перенесли этот опыт довольно сносно. Однако другие эксперименты привели специалистов к выводу, что и водород не поможет полностью освободиться от НСВД, позволив разве что «нырять» на 500—600 м. Но это ли предельная глубина погружения? Сегодня еще нельзя точно сказать, что следует понимать под этим термином. По крайней мере, в 300 м под поверхностью работать можно, что подтвердили водолазы Франции и США, успешно выдерживавшие восьмидневное пребывание там. Поэтому большинство иностранных экспертов считает, что ныне предел глубоководных погружений располагается примерно в 600—700 м под волнами.

Выходит, Посейдон наконец-то раскрыл двери своего царства перед отважными? Верно, но... за пятиминутную «прогулку» на глубину 200 м приходится платить высокую цену: двенадцатичасовой подъем на поверхность.

Освоение морских глубин в истории человека

Дело в том, что растворимость газов в организме до насыщения выражается нелинейной функцией времени, и каждому виду ткани соответствует своя кривая. В общем, процесс насыщения можно представить в виде суммы кривых, и при определенной скорости роста давления не исключена опасность дисбаризма.

Многие исследователи считают, что есть предельный градиент — допустимая разница напряжений газа между тканями организма. Превышение его влечет за собой опасные физиологические нарушения. А коль скорость спуска подводника зависит от глубины, на которой он намерен работать, то приходится заранее составлять таблицы компрессии. При подъеме с уменьшением гидростатического давления газ переходит из тканей в кровь, а с нею в легкие. Бели всплытие окажется слишком быстрым, кровь не успеет очиститься от газа, и его пузырьки закупорят сосуды.

В некоторых зарубежных исследованиях большое внимание отводили определению так называемого коэффициента критического насыщения, на основании чего и рассчитывали таблицы декомпрессии. Причем из-за большого объема обрабатываемой информации понадобилась даже помощь ЭВМ. Например, Г. Келлер в 60-х годах составил на компьютере «более 20 фунтов весьма ценных таблиц», что позволило ему нырять на 300 м и всплывать всего за 30 мин.

Немало ценных результатов дали и эксперименты советских ученых на подводных аппаратах «Ихтиандр», «Спрут», «Садко», «Черномор» и других...

Пока мы еще не можем точно установить границы погружения человека, дышащего газовыми смесями,— не хватает экспериментальных данных. Что же, тупик?

Нет, просто мы позабыли о том, что жизнь возникла в океане и лишь извилистые пути эволюции породили «человека сухопутного», который сравнительно недавно вздумал вернуться на прародину. Почему бы не припомнить о забытом умении дышать если не морской водой, то хотя бы изотоническим раствором, имеющим ту же концентрацию солей, что и кровь, и не оказывающим вредного влияния на альвеолы? В 1959 году физиолог И. Кильстра заставлял сначала мышей, а потом собак дышать перенасыщенным кислородом — фторуглеродом, заполняя этой жидкостью их легкие, а затем успешно продолжил эксперименты с добровольцем.

Впрочем, есть и другая возможность решить проблему — искусственные жабры. Фантастика? Да, но во времена не столь отдаленные ею считались механические сердца, легкие, почки и, конечно, трансплантация оных...

Автор: Александр Дурнев.

Читайте также:

НАВИГАЦИЯ В ЗАГРОБНОМ МИРЕ.
Московские «Коробочки»
Голубые шнуры Стефена Грея
История ружья. Переломные бескурковые ружья.

Похожие записи:

  1. Институт человека.
  2. История водолазного колокола

Написать комментарий

RSS

rss Подпишитесь на RSS для получения обновлений.