Что происходит с человеком на большой глубине?

В эпоху освоения космоса наши возможности ограничены. Человеческое тело, увы, слишком уязвимо для путешествий по Солнечной системе, так что нас заменяют роботизированные аппараты – настоящие первооткрыватели. Но что, если вместо далеких планет мы обратим внимание на собственную? Остались ли на Земле места, на которые не ступала нога человека? Взять, к примеру, дно океана: к сожалению, свободно плавать на большой глубине для представителей вида Homo Sapiens – все равно что полететь на Марс. Наши тела невероятно хрупкие, а давление воды на большой глубине может погубить даже самого опытного аквалангиста. Недостаток кислорода, пригодного для дыхания и невообразимый холод – вот лишь некоторые из проблем, с которыми можно столкнуться отправившись на изучение Марианской впадины. Сильное давление воды представляет угрозу для жизни, так как намного меньше давления окружающей среды. В результате, оказавшись на большой глубине, вашим легким не хватит сил противостоять высокому давлению

И чем глубже вы будете опускаться, тем меньше шансы на выживание. По мере погружения легкие начнут полностью разрушаться, так что мгновенная смерть будет вам обеспечена. Но можно ли что-то с этим сделать? Каковы пределы нашего выживания? И что происходит с телом, когда мы пытаемся пресечь эту опасную границу? Так уж вышло, что мест для комфортного проживания и процветания человечества невероятно мало. Так что если вы каким-то образом застрянете посреди океанической бездны, шансы вернуться на сушу будут равны нулю.

Тайны Мирового океана

Большая часть Земли – это огромный водоем. Вода покрывает 71% поверхности нашей планеты. Географически этот объем разделен на отдельные регионы, а границы между ними не раз менялись с течением времени по целому ряду исторических, культурных и научных причин. А потому сегодня существует четыре названных океана: Атлантический, Тихий, Индийский и Северный Ледовитый. Однако некоторые страны признают еще один океан – пятый или Южный (Антарктический). В отличие от Тихого, Атлантического и Индийского океана, Южный океан практически новый и славы ему досталось значительно меньше. Его границы были обозначены Международной гидрографической организацией еще в 2000 году, но далеко не все мировые державы согласны с нововведением, так что статус Южного океана сегодня находится под вопросом.

Исторически многие карты и учебники представляли классическую модель четырех океанов. Первые три – Тихий, Атлантический и Индийский – являются основными, в то время как Северный Ледовитый океан занимает менее заметное место в нашем сознании. Возможная причина заключается в его небольшом размере и расположении на периферии карты. К тому же Северный Ледовитый океан частично покрыт льдом. В то же самое время все пять обозначенных океанов являются частью единого целого. Границы, как это часто бывает, существуют лишь в нашей голове. Но насколько глубокий Мировой океан?

Интересный факт
Воды Мирового океана отличаются разными свойствами: плотностью, соленостью, температурой и другими. Большие объемы воды с характерными свойствами называются водными массами. На самом деле Мировой океан – колыбель жизни на Земле, которая предопределила облик нашей планеты, а условия жизни в нем очень различны.

Исследователи оценивают максимальную глубину Мирового океана в 11 022 метров. И по аналогии с исследованием Марса и других тел Солнечной системы, океанское дно вместо нас осваивают роботы, точнее глубоководные роботизированные аппараты. С их помощью ученые ведут учет биоресурсов: так как аппарат движется бесшумно, он не отпугивает рыб и других обитателей подводного мира. Но поможет ли научно-технологический прогресс погружению в Марианскую впадину?

Давление воды на большой глубине

Прежде чем совершить воображаемое путешествие вглубь океана, разберемся с давлением. Во-первых, мы всегда находимся под определенным давлением, просто не замечаем этого. Во-вторых, наше внутреннее давление обычно равно давлению воздуха, то есть весу атмосферы, давящей на нас. Вот почему мы испытываем дискомфорт всякий раз, когда удаляемся от суши и уровня моря на самолете. Во время набора высоты наше внутреннее давление не равняется давлению окружающей среды в результате чего нам «закладывает» уши. То же самое происходит когда мы погружаемся слишком глубоко под воду. Стоит ли говорить, что заниматься глубоководным дайвингом без герметичного скафандра опасно для жизни.

Но скафандр – не панацея. При каждом погружении на десять с половиной метров, вес воды над нами будет увеличиваться. И если продолжить «спуск,» давление воды будет слишком велико для работы мышц и в первую очередь чрезвычайно затрудняет дыхание. Затем легочные ткани начинают сокращаться, оставляя лишь небольшой запас воздуха.

Следующий этап называют «реакцией погружения» во время которой кровь приливает к сердцу и мозгу. Этот дополнительный приток расширяет кровеносные сосуды в грудной клетке, как бы уравновешивая давление воды.

Что касается самых глубоких погружений, то их характерным отличием является снижение частоты сердечных сокращений до 14 ударов в минуту; для справки, это примерно треть от нормы для человека, который находится в коме. Ученые не уверены, почему дайверы не теряют сознание на значительных глубинах. Возможно, инстинкт самосохранения позволяет им совершать довольно сумасшедшие и опасные для жизни поступки. Это, безусловно удобно, но лишь на непродолжительный период времени. В целом предел глубины, подвластный человеку, до сих пор не определен. Сегодня максимальная глубина для погружения среди профессиональных дайверов едва превышает 120 метров.

Выходит, единственный способ проверить как глубоко в океан мы можем заглянуть – это провести тестирование на живом человеке. Но подобные исследования вряд ли можно счесть гуманными и хоть сколько-нибудь эффективными. К тому же, все происходящее с аквалангистами ученым известно – смерть наступит либо от легочного кровотечения, либо от потери сознания и перераспределения кровотока. Скажем больше, профессиональные дайверы нередко харкают кровью, поднимаясь на поверхность и в целом близки к пределу возможностей собственного тела.

О том, какие еще места на Земле недоступны для человека читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Кто проживает на дне океана?

Как видите, глубоководное погружение – занятие экстремальное. К счастью, развитие технологий позволяет нам изучать океанские и морские глубины.
Взять, к примеру, Марианскую впадину, которая является самой глубокой точкой планеты. Расположенная в западной части Тихого океана к востоку от Филиппин Марианская впадина представляет собой шрам в форме полумесяца в земной коре. Ее длина более 2550 километров, ширина достигает 69 км, а расстояние между поверхностью океана и самой глубокой точкой впадины равняется 11 километрам. Если Эверест сбросить в Марианскую впадину, его вершина все равно находилась бы более чем в полутора километрах под водой. Марианская впадина является частью глобальной сети глубоких впадин, прорезающих дно океана. Они образуются при столкновении двух тектонических плит, в результате чего одна из плит погружается под другую в мантию Земли.

Глубины Марианской впадины были впервые исследованы в 1875 году британским кораблем H.M.S. Challenger в рамках первого глобального океанографического круиза. Ученые «Челленджера» зафиксировали глубину около восьми километров, а в 1951 году британское судно H.M.S. Challenger II определило глубину почти в 11 километров. Из-за своей чрезвычайной глубины Марианская впадина покрыта вечной темнотой, а температура всего на несколько градусов выше нуля. Давление воды на дне траншеи примерно в тысячу раз превышает стандартное атмосферное давление на уровне моря.

Сегодня у ученых нет абсолютно никаких сомнений в том, что в Марианской впадине может существовать жизнь. Ну или организмы, которыми мы можем так называть. Давление там настолько велико, что все позвоночные буквально растворяются, а значит нет ни рыб, ни их костей. Однако ошибки свойственны ученым, а способность живых организмов выживать в экстремальных условиях – заслуга адаптации. Так живет ли на дне Марианской впадины хоть кто-нибудь? Например микробы, которые воспроизводят кислород без солнечного света. Единого ответа на этот вопрос сегодня не существует, так что вся надежда на дальнейшие исследования.

К тому же за последние несколько лет было обнаружено немало экзотических организмов, в числе которых странные полупрозрачные животные – голотурии, которые являются родственниками морских звезд и ежей. Только представьте сколько неизвестных науке видов может проживать в самой глубокой, темной и холодной впадине планеты. Особенно ученых интересуют местные микроорганизмы, которые предположительно могут привести к прорывам в биомедицине и биотехнологиях.

А вы знали, что уровень мирового океана растет? О том, почему в таком случае пляжи не становятся меньше, рассказывал мой коллега Раиса Ганиева, рекомендую к прочтению.

Микроскопические обитатели Марианской впадины также могут пролить свет на возникновение жизни на Земле. Некоторые исследователи, например Патриция Фрайер из Гавайского университета и ее коллеги предположили, что грязевые вулканы, расположенные вблизи океанских впадин, могли обеспечить подходящие условия для первых форм жизни на нашей планете. Жизнь на дне Марианской впадины может включать марианскую улитку, сверхгигантских амфипод (ракообразных без панциря) и морских огурцов. Кроме того, изучение горных пород из океанских впадин может привести к лучшему пониманию землетрясений и разрушительных цунами, наблюдаемых по всему Тихоокеанскому региону.

Загрязнение Мирового океана

Может показаться удивительным, но загрязнение пластика и других отходов добрались до Марианской впадины. Как пишет National Geographic, не так давно исследователи обнаружили пластиковый пакет и обертки от конфет внутри самой глубокой точки планеты. А результаты ранее проведенных исследований также выявили у ракообразных повышенные концентрации запрещенных в 1970-е химических веществ, наряду с микропластиком в их желудках. Замыкают список следы углерода-14 в результате испытаний ядерной бомбы. Выходит, способности человека к загрязнению окружающей среды превосходят все прочие. Обидно.

Тот факт, что мы обнаружили такие экстраординарные уровни этих загрязняющих веществ в одном из самых отдаленных и недоступных мест обитания на Земле, действительно свидетельствует о долгосрочном разрушительном воздействии, которое человечество оказывает на планету, – отмечают исследователи.

Марианская впадина также не застрахована от пластикового загрязнения, которое медленно но верно проникает в Мировой океан. Статья 2018 года опубликованная в журнале Geochemical Perspectives обнаружила, что микропластик чрезвычайно распространен в самых глубоких водах Марианской впадины. Пластик буквально просачивается через океан и концентрируется в его самых глубоких точках. К сожалению, стремительное изменение климата негативно сказывается на Мировом океане, так как буквально заставляет его терять память. О том, как именно это происходит можно узнать здесь.