第五节
对于大多数人来说,所谓的潜水不过是憋上一口气,然后沉入水面以下的地方呆上一段时间。而这种被大多数人所熟知的裸体(这里的裸体,不是说不穿衣服,而是指不使用任何潜水设备)潜水方式,相对于真正的深海潜水作业,不过是业余中的业余。
虽然说海洋是生命之源,人类真正的先祖也是由海洋生物逐步进化而来。但是亿万年的进化过程却使得海洋成了人类在地球上的最大的一片陌生领域。
对于空气的依赖使得人类在不借助潜水设备的情况下根本就无法进入深层的水底。一般正常人的下潜深度只有十米,一些接受过训练的专业潜水员也只能在不使用任何设备的情况下下潜到水面之下十五米,最多是十七米。目前人类有记录的裸体潜水极限深度为九十六米。创造了该记录的英国潜水运动员后来在试图潜入一百米深度时失败,并因此而失去意识险些丧生。而这一点点潜深,相对于拥有把喜玛拉雅山脉整个填进去都填不满的幽深海沟的广大海洋来说,只能人类仅仅是只进入了海洋的表层而已。
在不借助潜水设备时,人们潜水时下潜与上浮都必须控制在一口气的时间里。而对于人类能闭住呼吸的时间而言,三分钟便已经是普通人的极限了。更何况在水里,随着水深的加大,水的压力会逐步增加,水温也逐渐降低。这会使得人体的肺部被压缩,肺部能储存的氧气量减少,而体内的毛细血管却会无限张开,人体对氧气的需求却又在增加。再加上在水里活动加速体内氧气的消耗,这些都限制了人类能够潜入水中的时间。而当潜水达到一定的深度,强大的水压会让人根本就无法继续在肺部储存空气。因为那时存在于人体内部的任何气泡都将有如受到过度挤压的气球一般容易爆裂。因此在超过一定水深的时候,即便是专业潜水员们也要靠使用加压气瓶吸入高压含氧气体来克服人体内与体外海水的压力差。
二战时期潜艇上的水兵们作过一个简单的试验。他们在潜艇还没有下潜之前,在舱壁之间沿水平方向拉了一条笔直的绳索。结果在潜艇下潜之后,这条原本崩得笔直的绳索变得自然下垂并弯曲。这并不是因为绳索变长了,而是因为潜艇的舱壁之间的距离在强大的水压作用下,被压缩了。简单点说就是整个潜艇的形状都在强大的水压下被压的变形了。而潜艇或是潜水设施在发生了这种变形之后,机械强度,抗折性能都会明显的降低。强大的深海水压也成了人类潜入深海的一大阻碍。
随着人类发展,对海洋资源需求的进一步扩大。人类不再仅仅是在浅海开发资源,探索开发的领域进一步扩到了深海。这就促使了人类的各种潜水设备有了进一步的发展。
为了抵消水压对于深潜潜艇和工作平台的损坏。人类采取了对潜艇或是潜水设施的内部舱室进行加压的办法。就是通过提高舱室内的空气压力,减少舱室与外界深海的压力差来减少水压对于潜艇或是潜水设施的损坏。
但由于人类的生理限制,人们不可能使得舱内的压力完全等于舱外的水压。虽然这么作的话对深潜环境下的潜艇或潜水设施的保护将是最好的。但人类自己却是无法长时间在这种高气压的环境下生存。当舱室里的空气压力数倍于正常的大气压以后,在同等体积的情况下,空气中所含有的各种气体的数量都增加了数倍。比如在正常气压下,人们吸一口气吸入的氧气量为零点一克(打个比方而已,至于数据的正确性,就不必较真了),而在高气压的环境下,假如是十倍大气压,那么人们同样是吸进一口气,但在这口气里,所含的氧气量便变成了正常气压时的十倍,一克。
有人说这样好啊,氧气含量多了对人体又没什么坏处,相反,还有不少的好处呢!你没见医院里的重病患者一律要输氧的么?
这话似乎是没错,但是长时间呼吸在氧气过于饱和的情况里,人体还可能会产生氧中毒。更何况在空气中,氧气的含量只有百分之二十一。而剩下的绝大部分是氮气。人类自产生以来便生存在这种混合气体的环境里。似乎这些氮气对人体也没有什么影响。但是如果在气压增大之后,你仍然这么想那就大错特错了。
如果在高压环境下吸入高含量的氮气,会对人的神经系统产生破坏,导致人体意识模糊,产生幻觉。而氮气进入人体的气体循环后,当人们从高压环境回到正常的气压环境时,体内聚集的大量氮气会形成氮气气泡,压迫人的神经,血管,甚至造成微血管阻塞。这便是专业深潜潜水员所熟知的“减压病”。
鉴于高压中氮气对人体的危害,于是人们又发明了氦氧饱和潜水技术。该技术普遍适用于百米以上水深的潜水作业。可以使深潜作业人员连续在深水高压环境下呆上数个星期甚至是更长的时间。当然最后作业人员离开深水高压环境时仍然需要经过减压,只是减压的时间被缩短,而且在这种技术环境下,对于的作业人员的危害相对来说是十分微小的。
氦氧饱和潜水技术简单点说就是通过氦气和氧气的混合气体按一定比例对于潜水的舱室进行加压。使作业人员长时间处于一种接近深海水压的环境中。而在出舱作业时,所使用的呼吸系统,携带的氧气瓶里也是加压后的氦氧混合气体。这样作业人员在舱内舱外所处的呼吸环境基本一致,因此也就省去了不少的过渡适应环节。只要在作业全部完成后,进行一次减压便可以回恢到外界正常气压的环境中来。
在深海出舱作业大致可分成两种情况。一种是比较简单的,作业人员不需要亲自出舱去到深海里,而是通过在舱室里遥控潜出舱外的水下机器人去完成一些简单的作业任务。比如巡查取样等等。而另外一种则必须是作业人员穿上潜水服亲自出舱去完成。这主要是因为目前的机器人技术还不够完善,一些复杂的作业任务机器人根本就无法完成。这时候,就必须作业人员去亲力亲为了。
作业人员出舱作业有着各种严格的规定。包括前期的设备检查,作业时的出舱时间等等名目繁多。而其中考虑到作业人员的安全性和突发事件的可能性,潜水员们被严令出舱作业时必须是两人以上。即便是只需要一个人去作的工作也必须有另一个潜水人员跟在身边,以备万一出现什么状况时能够及时救援。而且在出舱作业时,绝对不允许人为切断与控制舱的联系。即便是控制舱没人也要随时通报自己的状况和工作的进展以备查证。