Страница 23 из 26
Человек - будущий обитатель океанических пучин
Вода обладает свойством растворять в себе не только твердые и жидкие вещества, но и газы. Чем выше давление окружающей среды, тем более жадно вода поглощает газ. При снижении давления происходит обратное - выделение газа в окружающую среду.
Для гидравлической техники указанная способность воды - сущее бедствие. При малейшей потере бдительности проектировщиками она наказывает кавитацией. Но для органического мира, для живой ткани это свойство обусловливает самую возможность существования. Достаточно сказать, что все млекопитающие (не исключая и человека) живут благодаря кислороду, растворенному в крови (еще раз напомним: кровь - на 90 % из воды). Кислородом, растворенным в воде, дышит все живущее в океанах, морях, реках, озерах.
Однако рыба, выброшенная на берег, гибнет. Не странно ли? Находясь среди кислорода, погибнуть от кислородной недостаточности. Зато и человек, погруженный в воду без специальных защитных технических средств, обречен на гибель, хотя вокруг него будет более чем достаточно кислорода.
Испокон веков человек мечтает покорить морские глубины. Мы не будем восхвалять совершенные скафандры, ультрасовременные акваланги и маски. Мы отвергаем также беляевского Ихтиандра, который по воле писателя-фантаста был превращен искусным хирургом в рыбу-человека. Ихтиандру, как, должно быть, вы помните, сделали пересадку жабр акулы, и, кроме страданий, он ничего не получил.
Надо воспользоваться теми потенциальными возможностями для дыхания человека в воде, которые скрыты в самой воде. При этом следует отказаться от всяких технических средств. Да, человек должен в воде, как рыба, дышать кислородом, растворенным в воде, погружаться на любые глубины и находиться там сколь угодно долго. При этом за ним должна оставаться возможность в любое время по своему желанию покидать водную стихию и возвращаться на сушу. И обе стихии должны быть в равной степени подвластны ему стать для него одинаковой средой обитания.
Сверхфантастика? Несбыточно? Вы ошибаетесь, все это не так уж далеко от реального воплощения.
Еще в 1956 г. голландский физиолог Бурема проделал сенсационный эксперимент: он поместил морскую свинку в специальную барокамеру, куда затем был накачан воздух давлением до 5*105 Па. Затем из животного выпустили всю кровь. Однако свинка не погибла. Она продолжала жить, хотя должна была бы задохнуться, поскольку вместе с кровью организм лишился возможности получать кислород из окружающей среды. Спустя несколько часов ей влили ее же кровь, и она вела себя так, будто ничего особенного и не произошло.
В чем секрет успеха этого опыта? Все в той же способности воды растворять в себе газы из окружающей среды. А в том числе и кислород. При этом чем выше давление окружающей среды, тем больше кислорода растворяется в воде.
Но плазма каждой клетки живого организма - это прежде всего вода. Таким образом, при достаточно высоких давлениях кислород получает возможность проникать в ткани непосредственно из окружающей среды, не нуждаясь в услугах природного "транспортного средства" - потока крови.
В наше время барокамеры превратились в надежных союзников врачей в борьбе с кислородной недостаточностью, с расстройством дыхательных путей, газовой гангреной и другими заболеваниями.
В 1971 г. в редакцию журнала "Вокруг света" был приглашен Жак Майоль, побивший рекорд погружения в море без всяких дыхательных средств. Ему удалось достичь глубины 76 м. Погружение и возвращение на поверхность заняли 4,5 мин. На вопрос, что он испытывал при этом эксперименте, Жак Майоль ответил:
- Мне бывает так хорошо под водой, что время исчезает. Ни малейшего желания дышать (!): кажется, что под водой можно находиться вечно. Все это очень опасно: можно забыться, пропустить момент, за которым уже нет возврата на поверхность... Вообще-то я считаю, что организм человека, часто и долго находящегося под водой, приспосабливается к морской жизни. Например, под водой устанавливается другой ритм биения сердца. И я уверен, что человек и без помощи технических средств сможет стать подводным жителем.
Присутствовавший на этой беседе летчик-космонавт Борис Егоров поддержал Жака Майоля:
- Да, на глубине 500-700 м у человека есть все шансы (во всяком случае теоретически) стать Ихтиандром без помощи технических средств. Он сможет там плавать, как рыба. Жить как угодно долго. Важно лишь заполнить легкие водой. На глубине 500-700 м легкие человека, по-видимому, смогут усваивать кислород прямо из воды. Подобные опыты уже ставились на мышах, собаках, Они жили под водой. Значит, и человек сможет жить под водой. Но... сможет ли такой человек вернуться на поверхность? Недавно появилось обнадеживающее сообщение - собаку, долгое время жившую в воде, удалось вернуть в обычные условия. Может быть, недалеко и то время, когда очередь дойдет до человека...
В 1974 г. рекорд Жака Майоля был перекрыт сицилийцем Энцо Майорка, прозванного - "живым батискафом". Он нырнул на глубину 87 м. А в 1977 г. Жак Майоль восстановил свое звание чемпиона, достигнув глубины погружения в 100 м! Остается ждать, когда будет покорен и 500-метровый рубеж.
Пушки и подснежники
Одним из аномальных свойств воды является увеличение ее объема при замерзании. Средневековые исследователи, желая испытать силу расширяющейся воды, пробовали замораживать ее в жерлах чугунных пушек. Не выдерживая давления, лопались и чугунные пушки.
Теперь мы знаем, чем вызвана столь большая разрушительная сила замерзающей воды, - все дело в водородных связях, которые при понижении температуры от +4° до 0°С раздвигают молекулы воды, выстраивают их тетраэдр за тетраэдром.
Но взгляните на деревья, которые растут перед вашим домом. Почему они не лопаются даже при самых сильных морозах? Ведь в их стволах более чем достаточно воды. Или обратите внимание, как ранней весной высыпают на заснеженных еще полянах нежные и хрупкие подснежники. По ночам еще подергиваются ледком лужи и леденеют талые сугробы, а подснежникам ничего не делается. Их словно стороной обходит закон, по которому вода легко рвет трубы и пушки.
Конечно, ствол дерева или стебли подснежников обладают большей упругостью, чем металлические стенки труб. Растительные волокна легко растягиваются, и те 10-11 %, на которые увеличивается объем замерзающей воды, для них ровно ничего не значит. Но ведь дерево не сразу промерзает насквозь. Вначале должна заледенеть кора и превратиться в твердую оболочку. А заледенев, должна дать трещины. Так нет же, ничего этого не происходит. Никаких намеков на возможность разделить судьбу чугунных пушек. И самое удивительное заключается в том, что после оттаивания деревья и прочие растения высоких широт возвращаются к нормальной жизнедеятельности. Некоторые виды сибирских растений подвергались замораживанию в жидком азоте до температуры -196 °С (77 К). Ветки вербы выдерживают замораживание до температуры -269 °С (4 К). И никаких разрушительных последствий оттаивания. Не только сохранились клетки, но не погиб, не распался белок.
Разумеется, морозостойки далеко не все растения земного шара. Растительный мир высоких широт прошел длительный путь эволюции, прежде чем приспособился к низким температурам. Некоторые ученые полагают, что тайну морозоустойчивости деревьев следует искать в выработке их тканями особого морозозащитного гормона, который и препятствует гибели клеточного белка.
Пока такой гормон не обнаружен, но если даже поверить, что он все-таки существует, то остается загадкой, как ему удается сделать дерево стойким там, где разлетаются чугунные пушки? Гораздо проще предположить другое: способность дерева при наступлении холодов переводить воду внутри себя в состояние воды II. Напомним, что вода II не замерзает ни при каких земных морозах. Охлаждаясь, она не затвердевает, не расширяется и не образует губительных для клеточной структуры кристалликов льда.