Кевин Фонг - Extremes. На пределе

***

До середины ХХ века погружение под воду требовало непременной связи с поверхностью: трубки, по которой сверху накачивали воздух для ныряльщика или водолаза. Стандартный водолазный костюм фирмы Siebe Gorman — медный шлем, прикрученный к водонепроницаемому кожаному комбинезону, с тяжелыми башмаками и свинцовыми грузилами — стал символом водолазного дела. В шлем по шлангу подавался воздух с поверхности. Его накачивали туда вначале ручными помпами, позднее — дизельным мотором.

Со временем были изобретены автономные системы, позволяющие ныряльщику плавать свободно, без привязи в виде шланга. Тысячи литров воздуха, сжатого под огромным давлением, помещаются в небольшие металлические цилиндры, которые дайвер может нести на спине. Клапаны, установленные на этих баллонах, понемногу стравливают воздух, снижая при этом его давление настолько, что дышать можно без опаски (не то ныряльщика раздуло бы как воздушный шарик — неконтролируемая подача газа под давлением очень быстро разрушает легкие).

Клапаны не только понижают давление, но и позволяют подавать воздух по мере надобности — отпивать его из баллона, как воду из бутылки. Такой автономный дыхательный аппарат получил название акваланга и намного расширил возможности работы на глубине и исследования подводного мира. Однако решив проблему дыхания под водой, аквалангисты столкнулись с новой. Безопасное пребывание на глубине зависит не только от доступности воздуха. Это лишь первая задача, которую приходится решать. Чем глубже мы погружаемся, тем больше возрастает давление воды, вызывая физиологические нарушения в организме.

***

Живя на суше, мы находимся на дне другого океана, воздушного. Мы не замечаем его тяжести, а ведь она вполне реальна: на каждый квадратный сантиметр нашего тела давит по килограмму воздуха. Потому-то мы и называем эту единицу давления атмосферой.

Вода намного плотнее воздуха. Многокилометровая газовая толща оказывает такое же давление, что и какие-то десять метров морской воды. По мере погружения каждые десять метров добавляют еще по атмосфере. То есть если на глубине десяти метров давление вдвое выше, чем на поверхности, то на двадцати — втрое, на тридцати — вчетверо и так далее.

Правда, вода — из которой в основном состоят триллионы клеток нашего тела — не сжимается, так что когда мы погружаемся на глубину, тело почти не меняет форму. Но это совсем не касается воздушных карманов, расположенных внутри тела — например, в кишечнике и легких.

По мере роста давления объем газа сокращается. Если надуть шарик и ухитриться опустить его на десятиметровую глубину, он станет в два раза меньше. А погруженный на двадцать метров, при утроенном давлении, шарик сожмется до трети исходного размера.

Но верно и обратное. Шарик, надутый на глубине двадцать метров и поднятый на поверхность, увеличится в три раза. Если же оболочка окажется недостаточно эластичной и не выдержит растяжения, то он просто лопнет.

В этом состоит одна из главных опасностей, с которыми сталкиваются ныряльщики. Легкие представляют собой скопление пузырьков воздуха — альвеол, — которые похожи на миниатюрные шарики. Чтобы надуть их на глубине, нужно вдохнуть воздуха, сжатого настолько, чтобы преодолеть повышенное давление окружающей воды. Раздувшись, альвеолы поведут себя в точности как воздушные шары: они начнут расширяться по мере нашего подъема на поверхность. А учитывая, что стенки у них толщиной всего в одну клетку, можно догадаться, что они легко полопаются.

При разрыве альвеол воздух из легких начнет поступать туда, где его не должно быть. Особенно серьезен риск, что воздух из лопающихся мини-шариков попадет в кровь и по кровеносным сосудам побежит к поверхности тела. В этом случае пузырьки воздуха могут по легочным венам добраться до сердца. Отсюда они разойдутся по всему телу, закупоривая и блокируя важные кровеносные магистрали. Если при этом будет перекрыто кровоснабжение мозга или сердца, роковой исход может наступить мгновенно.

Феномен артериальной газовой эмболии стоит среди причин смертности ныряльщиков на втором месте после утопления. Эмболия является следствием так называемой баротравмы, буквально — «повреждения давлением». Избежать ее нетрудно. Весь фокус в том, чтобы, как и во многих сложных жизненных ситуациях, просто продолжать дышать. Вдохи и выдохи во время подъема с глубины помогают вовремя избавляться от расширяющегося газа и не дают легким слишком сильно раздуваться. Нельзя впадать в панику и, всплывая на поверхность, забывать о дыхании — это самоубийство.

***

Давление влияет не только на объем газа в нашем теле. Оно еще и меняет характер воздействия газа на организм. Воздух включает в себя 21 % кислорода, 78 % азота и 1 % других газов, представленных в мизерных количествах. Азот обычно инертен и на поверхности моря при нормальном давлении входит и выходит из легких без какого-либо заметного эффекта. Однако под давлением все меняется. Под водой безобидный азот обретает свойства наркотика. Чем выше давление, тем более дурманящим становится воздействие газа.

Этот феномен, при котором человек по-настоящему пьянеет, особенно ярко проявляется на глубинах ниже двадцати–тридцати метров. Кому-то это покажется забавным, но на самом деле такое состояние весьма опасно в ситуации, когда любая мелкая ошибка может обернуться катастрофой. Кислород на глубине тоже ведет себя по-другому. Под давлением он способен стать токсичным — особенно для легких и центральной нервной системы, — а в тяжелых случаях вызывает конвульсии. Причем проблема тем серьезнее, чем глубже погружение. Однако самое тяжелое начинается после выхода из воды.

Азот прекрасно растворяется в воде. Пока мы на поверхности, он переходит из легких в кровь до тех пор, пока ее не насытит. Когда мы погружаемся в воду, то повышение давления позволяет большему количеству азота раствориться в крови и тканях, перенасыщая их. Отчасти этим объясняется возникновение наркотического эффекта на глубине. Но когда дайвер поднимается к поверхности — и к нормальному давлению, излишки азота снова выделяются из жидкостей и переходят в газообразное состояние. Мы наблюдаем тот же процесс, когда откупориваем газировку и она бурно вспенивается. Медленный подъем дайвера похож на медленное откупоривание бутылки и точно так же позволяет избежать стремительного выброса газовых пузырьков.

Кровь буквально закипает в жилах, когда мы поднимаемся с глубины на поверхность. Хитрость в том, чтобы ограничить количество пузырьков и скорость их образования. Достигнуть этого можно двумя способами. Чем меньше времени мы проводим на глубине, тем меньше количество лишнего растворенного азота. Медленный, постепенный подъем или остановки во время пути позволяют пузырькам постепенно выйти из организма через легкие. Существуют специальные расчеты и таблицы погружения, показывающие, как долго ныряльщик может безопасно оставаться на глубине и с какой скоростью ему следует подниматься.