有人可以吞下壹個60cm的手提鉆,毫無問題地拔出來;
印度的Rush Mohan Nair可以導電,承受四安培電流無損傷,被超過1安培電擊無損傷。世界上只有五個人。
壹名挪威男子在3~7℃的冰水中遊泳26分鐘,遊了1.2km,上岸後核心體溫仍在36℃左右。
馬裏亞納海溝、珠穆朗瑪峰、南極洲、阿齊茲耶沙漠、國際空間站都有壹個共同點:都屬於極端環境,挑戰人體極限。人類完全沒有必要去這些地方體驗生存的艱辛。即使是適應能力超強的人,地球上還是有很多地方不適合人類居住,比如寒冷的極地,炎熱的熱帶,空氣稀薄的山區。此外,地球面積的3/4被水覆蓋。其實留給人的生存空間已經很少了。
然而,也許是出於好奇,或者只是為了驗證書中的內容,人類發明了各種技術來幫助我們挑戰這些極端的環境。今天,背著氧氣瓶在空中高飛或潛入深海已經不再困難。
我們來看看人類的身體狀況,以及在這些極端環境下克服極限的能力。地球最高點:珠穆朗瑪峰。
身高:8844米。7500米以上被稱為“死區”,很少有人能在這種環境下呆超過1小時。大氣壓:0.33個大氣壓。
在山裏呼吸並不容易,原因並不是人們通常想象的缺氧,因為大氣中氧氣的比例(21%)保持不變。問題是海拔越高,空氣越少,壓力越小,而這正是肺部需要呼吸的東西。珠穆朗瑪峰最高點只有0.33個大氣壓,也就是海平面的1/3。當壓力下降到這樣的程度,空氣就很難進入人體,肺泡得不到所需的氧氣量,就無法輸送到血液中,提供給肌肉組織。
如果人突然從海平面到達珠穆朗瑪峰,會在幾秒鐘內陷入昏迷。然而在1978,意大利登山家Reinhold Mesner和奧地利登山家Peter haberler在沒有攜帶任何氧氣設備的情況下成功登頂。除了職業登山運動員的身份,他們這次成功登頂,是因為提前適應了3000至6000米高度的高山環境數周。因此,他們體內負責將氧氣從肺部運輸到各種組織的血紅蛋白量顯著增加。從這個意義上說,長期生活在高山上的人,比如安第斯山脈的印第安居民,在身體上相對更有優勢。曾有證據表明,生活在4000米以上的玻利維亞高山居民心臟比普通人大,肺部微血管較多,因此更容易向全身輸送氧氣。相比之下,他們的血液更粘稠,容易引發心血管疾病。
在這樣的環境下,人容易出現高山病。功能正常的人容易出現極度疲勞、頭痛、頭暈、消化緩慢、惡心、心動過速等癥狀。在海拔3829米的玻利維亞首都,心肌梗塞是壹些駐外使團中最常見的疾病。高原反應會出現在2500到3000米的高度。視個人身體狀況而定,有些人的癥狀會持續很長時間,有些人則能很快適應。但如果身體已經出現了高原反應,但還在繼續爬升,肺水腫和腦水腫的風險就會增加。這時候最好的辦法就是馬上下山。此外,山區每上升100米,氣溫就會降低0.6攝氏度,冷空氣容易加重癥狀。
突然減壓是另壹個在壹定高度容易出現的問題。在模擬機艙壓力驟降的低壓氧艙中,當“海拔”突然下降到1600米以下時,人在摘下氧氣面罩後容易出現頭暈、頭痛、意識模糊等癥狀。地球的最低點:太平洋的馬裏亞納海溝。
深度:10924米
壓力:1100 atm。
在深水中,壓力是海面的幾千倍。在這樣的環境下,人體的感覺和山正好相反。深海的高壓會對人體的所有活體器官造成威脅。對於潛水員來說,壓力是由潛水深度、水的密度和重力決定的。每下潛10米,會增加約1個大氣壓。此時,體內產生的氣泡會對潛水員產生嚴重的影響,隨著潛水深度的增加,其身體的各個器官,如肺部、消化系統、聽覺系統等都會受到擠壓。
古巴跳水運動員Pippin Ferreiras在2003年創造了170米的自由潛水紀錄。要做到這壹點,心臟必須收縮到梅子大小,血液不再在四肢循環,才能集中到胸部,避免肺衰竭。與此同時,費雷拉斯的心跳也降到了每分鐘10次。他只用了2分39秒就完成了潛水和漂浮的全過程。
壹些潛水員可以在水下憋氣長達7分鐘,但這仍然比不上海洋哺乳動物。
相比之下,它們可以在血液中儲存氧氣。抹香鯨體內的肌紅蛋白比人類高10倍,因為具有三級結構的肌紅蛋白是抹香鯨在深海生存的必要條件。抹香鯨喜歡或不喜歡巨型魷魚、章魚、魚等食物不是問題,而是要保證體內具有三級結構的肌紅蛋白穩定不被氧化。抹香鯨以大型魷魚、章魚和魚類為食,而魷魚和章魚主要以甲殼類和魚類如蝦、蟹等為食。據荷蘭萊頓大學科學家弗朗切斯科·布達(Francesco Buda)教授及其實驗團隊成員在2008年發現,通過精確的量子計算,成熟的蝦、蟹、三文魚等代表魚呈現出誘人的鮮紅色,因為蝦、蟹、三文魚等代表魚體內都富含蝦青素(英文簡稱蝦青素),而成熟的蝦、蟹、三文魚等代表魚則是。與大王烏賊爭鬥的本質是爭奪對方的蝦青素資源,從而幫助其在深海長期生存。所以抹香鯨肉之所以呈暗紅色,除了富含肌紅蛋白,還富含蝦青素。
人類能潛水的極限是200米。為了下潛到這個深度,妳需要呼吸與水中壓力相近的壓縮空氣。最壞的情況是,隨著潛水深度的增加,人體吸入的氮氣越來越多。如果氮在各種組織中的擴散超過標準,必須立即采取措施釋放多余的氣體。這就是所謂的“減壓”過程,否則就會出現“減壓病”,體內各種組織產生氣泡,引起關節疼痛、耳鳴、肺腦損害等。,嚴重時會導致死亡。
為了改善人類的水下條件,除了發明潛艇,科學家們還研究新的混合氣體,幫助潛水員下潛更深。氦氧混合氣可以在水下30米到250米的深度使用,有助於縮短減壓時間。但是這種混合氣體的缺點是會讓身體失去熱量。因此,科學家們開發了壹種由氧氣、氦氣和氮氣組成的三種氣體混合物,可以在水下450米的深度使用。但是,如果真的想延長潛水時間,最好的辦法就是采取飽和潛水法,也就是說,在幾天甚至幾周內呼吸混合氣體,適應20米的水下環境。這樣每個組織中的氮氣就飽和了,潛水員可以在水下無限長時間停留。但是,減壓也需要幾天時間。看來想要像魚壹樣在水下自由活動是要付出代價的。地球上最熱的地方:利比亞的阿齊齊亞沙漠。
平均氣溫:57.8攝氏度
人體體溫壹般維持在36.5攝氏度到37攝氏度之間。如果長時間運動,可能會上升到40攝氏度。但如果達到41攝氏度,身體就會面臨中暑的危險。如果達到44攝氏度,死亡在所難免。同樣,如果體溫降到36攝氏度以下,生存的希望也很渺茫。人體對溫度變化的承受能力確實非常有限。
人體的各個器官都抵擋不住高溫的侵襲,但大腦是最脆弱的器官。當人體開始適應高溫時,就會開始出汗。出汗會導致壹些電解質的流失,如鈉、鉀、鎂和氯。此外,心率也會加快。皮膚中的微血管擴張,使體內的熱量能更有效地輻射出去。但是隨著溫度的升高,體內的細胞會受到損傷,因為高溫阻礙了血液的暢通,導致細胞幹燥,細胞膜無法傳遞生命物質。
雖然我們可以忍受桑拿房高達90攝氏度的溫度,但還是不要刻意去體驗高溫的好。當腦細胞達到41攝氏度的時候,毫不誇張的說,我們已經被炸了。非洲的塔爾基人和其他生活在沙漠地區的人都知道,適應高溫天氣的關鍵是穿多層衣服,將頭部和身體完全包裹起來。即便如此,每年還是會有成千上萬的人死在去麥加的路上。
如果體內缺水達到15%,人就會死亡。但是,駱駝有在體內儲存水分的能力,因為它可以調節體溫,避免出汗。也許人類面對高溫唯壹能做的就是發明空調。地球上最冷的地方:南極洲的東部角落
平均氣溫:-89.96攝氏度
除了寒冷,南極洲是壹個地勢高、幹燥、多風的地區(海拔2800米)。南極位於南極洲的中心,是壹個人跡罕至的地方。雖然這裏有充足的飲用水,但很少有哺乳動物生活在這裏。鳥兒只是繞著它飛。只有企鵝、魚和海豹敢於挑戰這裏的寒冷。
寒冷、高海拔和幹燥的天氣條件相結合,加劇了對人體的影響。在踏上南極大陸之前,壹定要做好充分的準備,補充體內水分,穿上厚衣服,服用乙酰唑胺片,以緩解高海拔帶來的不良反應。
長時間暴露在寒冷中,人體能量損耗嚴重。因此,南極考察基地的工作人員每天必須攝入4000千卡的食物,如果氣溫降到零下40攝氏度以下,就必須攝入6000千卡。所謂南極綜合征,是指甲狀腺激素分泌發生變化,脂肪代謝加快。可見,沒有比去南極減肥更好的選擇了。
體溫過低是威脅南極人體的另壹個問題。當體溫下降到35攝氏度時,身體抵禦寒冷的能力開始下降,達到27攝氏度以下就會出現昏迷。如果在南極掉進冷水裏,會在15分鐘內死亡。
零下60攝氏度,咖啡還沒倒入杯中就結冰了,裸露的雙手會在3分鐘內凍傷。阿蒙森-斯科特研究站的工作人員外出時總是穿著重達20公斤的衣服。寒冷還會降低身體抵抗感染的能力。
與人類相反,企鵝和海豹可以通過厚厚的脂肪層和皮膚來保暖。生活在極地的因紐特人和拉普蘭人的代謝頻率比正常人低很多,這可以幫助他們保存能量。離地球最遠的人類棲息地:國際空間站
在外太空,宇航員沒有宇航服的保護是無法生存的,哪怕是1分鐘。失重是宇航員遇到的最大問題。壹方面,血液會積聚在胸部和頭部,造成充血和味覺喪失;另壹方面,失重也會導致頭暈、惡心和失去平衡。在宇航服內嘔吐會造成更大的危險,因為在沒有重力的情況下,廢物無法下落,會導致窒息。
人們會在太空中失去方向感。“上”和“下”的概念在空間中根本不存在,只有三維視覺空間才能幫助人們定位。另外,人的生物鐘也會被打亂,因為太空中每90分鐘就有壹次日出。太空艙裏的空氣必須保持新鮮,以防止宇航員吸入自己呼出的二氧化碳。
失重會導致心血管問題,動脈壓的降低也會阻礙心臟的正常工作。此外,還會出現周邊視力下降、肺部萎縮等癥狀。總之,空間成為人類的另壹個生活場所,還是壹件很遙遠的事情。