水下生活的滋味

人類自古就夢(mèng)想著像鷹一樣搏擊長(zhǎng)空，像鯨一樣遨游大海。直到今天，空中滑翔和深海潛水仍然是人們最喜愛的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。可你是否想過，人究竟能潛入海中多深？人能不能像魚一樣在水中生活呢？

古老的潛水鐘

400多年前，在西班牙城市托萊多，兩個(gè)希臘人躲在一口神秘的大鐘里沉到水底，當(dāng)大鐘被緩緩地從水中提上來時(shí)，雖然他們的腳上沾滿了河底的淤泥，但衣服卻一點(diǎn)兒也沒濕。這是一口普普通通的大鐘，里面除了兩根兩頭都系在鐘頂?shù)睦K子，能供人像蕩秋千一樣坐著，其他什么也沒有。要理解它的工作原理，只要將一只玻璃杯口朝下，垂直地緩緩插入水中，看看玻璃杯里的水面是否總是低于玻璃杯外的水面就明白了。

別看這潛水鐘原始、簡(jiǎn)陋，1644年，瑞典的潛水員就曾用這樣的一口鐘下沉到水下30米深處，從“維沙”號(hào)沉船殘骸上回收了一尊青銅大炮，在潛水史上豎起了一塊不朽的碑石。由于下潛越深，壓力越大，鐘內(nèi)的水面也越高，而且鐘內(nèi)能供人呼吸的空氣也極其有限；在這樣的條件下要把一尊大炮打撈上來，其難度真是可想而知。

達(dá)·芬奇失敗了

為了潛得更深一點(diǎn)，人們費(fèi)盡心機(jī)。意大利著名畫家達(dá)·芬奇就曾經(jīng)設(shè)計(jì)過一種潛水呼吸管，讓潛水員用嘴咬著長(zhǎng)管子的一端，管子的另一端伸出水面。這樣一來，潛水員就可在水下用嘴呼吸到水面上的空氣，而用不著屏氣潛水了。為了管子不被壓癟，他還在呼吸管外套上了堅(jiān)固的外套?？上В_(dá)·芬奇的這一發(fā)明“中看不中用”。

為什么呢？原來，生活在陸地上的我們，之所以能夠自由地呼吸，是因?yàn)榘鼑覀兩眢w的空氣與吸入我們肺里的空氣具有相同的壓強(qiáng)：1個(gè)大氣壓。所以，只要我們的呼吸器官稍微用點(diǎn)勁，就可以把外面的空氣吸到肺里，或者把肺里的空氣吐出來。而在水下，情況就不同了；潛得越深，潛水者的胸部、肺部甚至心臟都要受到比1個(gè)大氣壓更大的壓強(qiáng)，他的呼吸器官就會(huì)因?yàn)槭艿綌D壓而難以正常工作。

我們知道，水深每增加10米，壓強(qiáng)就增加約1個(gè)大氣壓。所以，即使是在水下1米的深處，用達(dá)·芬奇的管子呼吸，潛水者吸入的空氣只有一個(gè)大氣壓，而他的胸部和肺部受到的壓強(qiáng)則有1?郾1個(gè)大氣壓。在這種情況下，他怎么可能輕而易舉地吸氣呢？當(dāng)水深10米時(shí)，潛水者身體所承受的壓強(qiáng)達(dá)到2個(gè)大氣壓，想通過管子呼吸水面上方的空氣幾乎是不可能的。

用“水肺”呼吸

20世紀(jì)中葉，法國(guó)潛水探險(xiǎn)家雅克·庫(kù)斯托曾預(yù)言：“總有一天，人們?cè)谒碌幕顒?dòng)將會(huì)像在陸地上一樣輕松自如，非但如此，而且還感到非常舒適?！睅?kù)斯托與人合作，發(fā)明了一種被稱為“水肺”的水下呼吸器。憑借水肺，他在水中翻筋斗；憑借水肺，他只用一個(gè)手指支撐身體倒立在海底。這樣不管他怎樣折騰，水肺都可靠地工作著。

有了水肺，潛水者就能穿著輕便的潛水服，戴著面罩，背負(fù)著壓縮空氣罐瀟灑地潛入水中。你一定會(huì)問，水肺又是怎樣工作的呢？水肺實(shí)際上是一個(gè)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的水下供氣裝置。壓縮空氣罐里充滿了150~200個(gè)大氣壓的高壓空氣，并與潛水者所戴的頭盔或面罩相連通。高壓空氣通過減壓閥后，壓強(qiáng)降低到比周圍的水壓高4~8個(gè)大氣壓。然后，再通過低壓閥進(jìn)入頭盔或面罩。

水肺的核心部件是自動(dòng)調(diào)節(jié)器，它是一個(gè)極其靈敏的裝置，能自動(dòng)為潛水者提供與周圍海水壓強(qiáng)相等的壓縮空氣。哪怕海水的壓強(qiáng)有細(xì)微的變化，它也能迅速而準(zhǔn)確地作出反應(yīng)。有了它，潛水者能在不同的潛水深度得到不同壓強(qiáng)的空氣，自由順暢地呼吸。從而將下潛的深度一下子推進(jìn)到了200米。人類從此真的能像魚兒一樣在水中隨心所欲了。當(dāng)然，在有限的壓縮空氣用完之前，你就得浮出水面了。

徒手潛水109米

不用任何工具，僅屏一口氣能潛水至多深呢？1949年，意大利人布克爾創(chuàng)造了30米的深潛紀(jì)錄。1974年，意大利人麥奧爾卡創(chuàng)造了深潛87米的世界紀(jì)錄。這一紀(jì)錄令世界嘩然，許多人認(rèn)為，打破這一紀(jì)錄是不可想象的，至少在10年到20年內(nèi)是不可能的。然而，在時(shí)隔不到6年的1982年，法國(guó)人馬休利就刷新了麥奧爾卡的潛水紀(jì)錄。

馬休利穿著能保持體溫的潛水衣，戴上了保護(hù)眼睛的透鏡、鼻夾、手套和潛水腳蹼，在使用潛水裝備的2名醫(yī)生、5名裁判員、4名攝影師的陪同下，在意大利近岸的厄爾巴島附近，向著第勒尼安海的深處潛去。借助于30千克重的沙囊，用時(shí)105秒，馬休利潛到了水下100米深處，新的世界紀(jì)錄誕生了！

1983年，法國(guó)人雅克·馬約勒深潛105米，成為“世界上潛得最深的人”。2006年9月6日，在法國(guó)尼斯，不配備呼吸器，也不借助任何重量裝備，完全依靠自身力量下潛和上浮，吉翁·奈瑞徒手潛水109米，再次刷新世界紀(jì)錄。

也許，你游泳時(shí)也能屏著一口氣潛入水下2米甚至3米，但請(qǐng)記住，屏氣潛水是危險(xiǎn)的，玩耍時(shí)千萬要當(dāng)心。因?yàn)榧词箤?duì)訓(xùn)練有素的人，屏氣潛水也會(huì)產(chǎn)生不良的后果：它會(huì)使人的心臟擴(kuò)大，肺部受損，甚至突發(fā)意外導(dǎo)致死亡。

潛水員如何死里逃生

在我們呼吸的空氣里，78％是氮，21％是氧，0.94％是惰性氣體，0．03％是二氧化碳，剩下的0．03％是其他氣體和雜質(zhì)。進(jìn)入肺里的氧氣通過血液流遍全身，供給各個(gè)器官和組織。通常，這一過程是在一個(gè)大氣壓的環(huán)境中進(jìn)行的。而在潛水時(shí)，情況就不一樣了，潛水深度越大，所呼吸的空氣壓強(qiáng)也越大。此時(shí)，除了氧，還有氮等其他氣體也會(huì)進(jìn)入血液。當(dāng)潛水員上浮時(shí)，水壓減小，他所呼吸的空氣的壓強(qiáng)也相應(yīng)減小，血液里的氮?dú)饩烷_始離開血液。如果他上升得過快，氣體突然釋放，就會(huì)形成許多氣泡，這情景就像汽水瓶蓋打開時(shí)一樣。此時(shí)，較大的氣泡會(huì)威脅心臟瓣膜的活動(dòng)，較小的氣泡則會(huì)阻塞心腦血管，使?jié)撍畣T出現(xiàn)意外。

為了防止意外，潛水員只能緩緩上升，每上升一段就停一停，以便讓氮?dú)鈴乃麄兊纳眢w組織流往血液，再?gòu)难毫魅敕卫铮詈髲姆渭?xì)胞壁逸出體外，從而避免血液里出現(xiàn)致命的氣泡。如果不懂這一科學(xué)道理，一個(gè)勁地從海洋深處直接游回水面，恐怕很難活著上岸了。

你也許會(huì)問，萬一遇到緊急情況，必須立即返回水面，豈不是死路一條了？是的，除非他馬上進(jìn)入減壓艙，否則難逃一死。減壓艙是一個(gè)密封的容器。從海洋深處迅速返回的潛水員進(jìn)入減壓艙后，必須把艙內(nèi)的空氣壓強(qiáng)調(diào)節(jié)到與他剛才所處的海水壓強(qiáng)相同；然后，再逐步地減壓，使他就像在海洋里緩緩上升一樣。為了確保安全，減壓的時(shí)間必須大致相當(dāng)于潛水員在水下所待時(shí)間的兩倍那么長(zhǎng)。

水下生活的奇特滋味

一位美國(guó)醫(yī)生在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果在深海的高壓下逗留到一定的時(shí)間，人的血液和組織中所滲入的氣體就會(huì)達(dá)到飽和。此后，只要壓強(qiáng)不變，再延長(zhǎng)逗留的時(shí)間，血液和組織里的氣體含量也不會(huì)改變。這意味著，潛水員可以在海洋的某個(gè)深度工作一段時(shí)間，直到完成任務(wù)后再返回海面，進(jìn)行一次減壓就行了。減壓的過程，減壓的時(shí)間是一樣的。

根據(jù)這一“飽和潛水”理論，1963年6月14日，一座位于紅海岸邊水下10米深處的海底村竣工了。五位科學(xué)家在其中工作和生活了一個(gè)月。他們穿上潛水衣出去考察海洋生物，返回居住室能得到充足的睡眠，恢復(fù)體力。此外，閱讀、吃飯、玩牌、寫信、日光浴、喜歡干什么就干什么，毫無拘束。別看離水面只有10米，奇特的事情還不少：炎熱潮濕，床單像濕毛巾；點(diǎn)燃的香煙，一會(huì)兒便抽完了，比陸地上快許多；肌膚的傷口也好得比在陸地上至少快一倍時(shí)間；居住室里的電風(fēng)扇老是慢吞吞的，轉(zhuǎn)動(dòng)起來特別費(fèi)勁。此外，在陸地上幾乎天天要刮胡須的人，在水下一個(gè)月時(shí)間里，竟然很少刮胡須，因?yàn)楹氶L(zhǎng)得特別慢。