Kan vi överleva utan luft?

17. 02. 2020
6:e internationella konferensen om exopolitik, historia och andlighet

Vetenskapen säger att människokroppen kan överleva utan syre bara några minuter. Men vissa människor motstår denna accepterade sanning.

Följande berättelse presenteras i BBC Future's "Best of 2019" -samling.

Det var ett hemskt knapande ljud när den tjocka kabeln som ansluter Chris Lemons till fartyget ovan brast. Denna vitala navelsträng som ledde till världen ovan förde honom styrka, kommunikation, värme och luft till sin dykdräkt 100 meter (328 fot) under havsnivån.

Medan hans kollegor kommer ihåg detta fruktansvärda ljud från en kollapsande koppling till livet hörde citroner ingenting. Det slog honom i det ögonblicket på den metalliska undervattensstrukturen han arbetade med, och sedan kastades han ner mot havsbotten. Hans anslutning till skeppet ovanför honom var borta, tillsammans med något hopp om att han kunde återvända till det. Viktigast av allt, han tappade också sin luftkälla och lämnade bara sex eller sju minuters nödsyretillförsel. Under de närmaste 30 minuterna upplevde citroner något på botten av Nordsjön som få människor hade försökt: han fick slut på luft.

"Jag är inte säker på att jag hade full kontroll över situationen", påminner Lemons. "Jag föll ryggen på havsbotten och var omgiven av det allmänt mörka." Jag visste att jag hade väldigt lite gas på ryggen och mina chanser att komma ut ur den var smala. En viss avgång kom till mig. Jag minns sorg som överväldigade mig. ”

Vid olyckan praktiserade Chris Lemons mättningsdykning i ungefär ett och ett halvt år

Citronerna var en del av ett mättaddykningsteam som reparerade en brunnslinje vid Huntington Oil Field, ungefär 127 mil öster om Aberdeen på Skottlands östkust. För att göra detta måste dykare tillbringa en månad med livet, inklusive sömn och mat, i specialutformade kammare ombord på ett dykfartyg, separerade från resten av besättningen med metall och glas. I dessa 204-metersrör acklimatiseras tre dykare till det tryck de vill uppleva under vattnet.

Det är en ovanlig form av isolering. Tre dykare kan se och prata med sina kollegor utanför rummet, men annars är de avstängda från dem. Medlemmarna i varje team är helt beroende av varandra - dekomprimering innan de lämnar hyperbarisk kammare tar sex dagar, liksom tillgången till någon hjälp utanför.

Jag fick ett slags avgång, jag minns att jag var ledsen på ett sätt - Chris Lemons

"Det här är en mycket speciell situation," säger Lemons, 39, som är gammal. ”Du bor på ett fartyg omgiven av många människor som bara är separerade av ett metallskikt, men helt isolerade från dem. På ett sätt är det snabbare att återvända från månen än från havets djup. ”

Dekompression är nödvändig, när du andas under vattnet fylls dykarens kropp och vävnader snabbt med upplöst kväve. När det kommer ut från djupet återgår kvävet till sitt gasformiga tillstånd på grund av lägre tryck, och bubblor kan bildas i vävnaderna under snabb utgång från djupen, som kroppen inte kan absorbera. Om detta händer för snabbt kan det orsaka smärtsam skada på vävnad och nerver, och även om bubblor bildas i hjärnan kan det leda till döden. Detta tillstånd är känt som "caissonsjukdom".

Dykare som tillbringar lång tid på djupt vatten måste sedan dekomprimera sig i en hyperbarisk kammare under flera dagar

Dock är arbetet för dessa dykare fortfarande mycket riskabelt. Det värsta för citroner var den långa separationen från hans fästman Morag Martin och deras gemensamma hem på Skottlands västkust. Den 18 september 2012 började Chris Lemons och hans två kollegor Dave Youasu och Duncan Allcock ganska normalt. De tre klättrade in i dykklockan, som sänktes från Bibby Topaz till havsbotten för reparationer.

"På många sätt var det bara en vanlig dag", säger citroner. Han var inte lika erfaren som sina två kollegor, men hade sjunkit i åtta år. Han ägnade sig åt mättad dykning i ett och ett halvt år och deltog i nio djupa dyk. "Havet var lite turbulent på ytan, men det var ganska lugnt under vattnet."

Chris Lemons tillbringade 30 minuter på havsbotten efter att repet som anslutit honom till fartyget ovanför honom brast i ett stormigt hav

Men det stormiga havet startade en kedja av händelser som nästan kostade citroner liv. Under normala förhållanden använder dykbåtar datorstyrda navigations- och framdrivningssystem - känd som dynamisk positionering - för att hålla sig över dykplatsen medan dykare är i vattnet. Men när Citroner och Youasa började reparera rören under vattnet och Allcock övervakade dem från klockan misslyckades plötsligt Bibby Topazs dynamiska positioneringssystem. Fartyget började snabbt flytta sig bort från banan. Ett larm lät i dykarnas kommunikationssystem på havsbotten. Citroner och Youasa instruerades att återvända till klockan. Men när de började följa sina "navelsträngar" var fartyget redan över den höga metallkonstruktionen de arbetade med, vilket innebar att de var tvungna att komma över det.

"Det var ett speciellt ögonblick då vi tittade in i varandras ögon," sa Chris Lemons.

Men när de närmade sig toppen fastnade citrons bygelkabel bakom en metallbit som sticker ut från strukturen. Innan han kunde släppa honom drog det vågdrivande skeppet hårt mot honom och pressade honom mot metallrören. "Dave insåg att något var fel och vände sig för att komma tillbaka till mig", säger Lemons, vars historia odödliggjordes i dokumentärfilmen Last Breath. ”Det var ett konstigt ögonblick när vi tittade i varandras ögon.” Han försökte desperat nå mig, men fartyget drog bort honom. Innan jag förstod situationen fick jag slut på luft eftersom kabeln var fast fast. "

Ombord på fartyget tittade hjälplöst på det fjärrstyrda livefartyget överför Lemons stadiga rörelser från ett djup av 100 meter

Spänningen på kabeln måste vara enorm. En trassel av slangar och elektriska ledningar med ett rep som passerar genom mitten brister när båten stiger. Citronerna vred instinktivt på ratten på hjälmen för att frigöra syre från nödtanken på ryggen. Men innan han kunde göra något annat, bröt repet och skickade honom tillbaka till havsbotten. På mirakulöst sätt lyckades citroner stiga upprätt i det ogenomträngliga mörkret, känna sig tillbaka mot strukturen, klättra upp igen, i hopp om att se klockan och komma i säkerhet.

Utan syre kan människokroppen överleva bara några minuter innan de biologiska processerna som ger näring till dess celler börjar misslyckas

"När jag kom dit var klockan utom synhåll", säger citroner. "Jag bestämde mig för att lugna ner och spara den lilla gasen jag hade." Jag hade bara cirka sex till sju minuters nödgas på ryggen. Jag förväntade mig inte att någon skulle rädda mig, så jag krullade upp. "

Utan syre kan människokroppen överleva bara några minuter innan de biologiska processerna som matar dess celler börjar misslyckas. De elektriska signalerna som driver neuroner i hjärnan minskar och slutar slutligen helt. "Syreförlust är vanligtvis slutet," säger Mike Tipton, chef för extremt miljölaboratorium vid Portsmouth University, Storbritannien. "Den mänskliga kroppen har inte en stor mängd syre - kanske några liter." Hur du använder det beror på din metabolism. "

Människokroppen kan överleva i fred utan syre bara några minuter och ännu mindre i stress eller sport

En vuxen i vila brukar konsumera 1/5 till 1/4 liter syre per minut. Under intensiv träning kan detta värde ökas upp till fyra liter. "Stress eller panik kan också öka ämnesomsättningen," tillägger Tipton, som studerade långvariga överlevande under vattnet utan luft.

De såg hjälplöst när citronernas rörelser stannade och livstecknen upphörde

Ombord på Bibby Topaz försökte besättningen desperat att manuellt navigera fartyget tillbaka till sin ursprungliga position för att rädda en förlorad kollega. När de gick vidare och lanserade de åtminstone en fjärrstyrd ubåt i hopp om att hitta honom. När hon hittade honom såg de bara hjälplöst på kamerans överföring med citronernas upphörande rörelser tills han slutade visa tecken på liv helt. "Jag kommer ihåg att jag suger det sista luften ur tanken på ryggen", säger Lemons. ”Att suga gas nedåt kräver mer ansträngning.” Jag kände att jag bara skulle somna. Det var inte irriterande, men jag minns att jag var arg och bad om ursäkt till min fästman Morag. Jag var arg på smärtan som jag skulle orsaka andra människor. Då fanns det ingenting. "

Det kalla vattnet och det extra syret som hade lösts upp i citrons blod under hans arbete hjälpte honom att överleva så länge utan luft

Det tog cirka 30 minuter för Bibby Topazs besättning att starta om det dynamiska positioneringssystemet för att återta kontrollen över fartyget. När Youasa nådde citroner på en undervattensstruktur var hans kropp orörlig. Med all sin kraft drog han tillbaka sin kollega i klockan och överlämnade den till Allcock. Han var blå och andades inte när hjälmen togs bort. Allcock gav honom instinktivt två mun-till-mun-återupplivningsandningar. Citroner gasade mirakulöst och återfick medvetandet.

Sunt förnuft säger att han efter en så lång tid på havsbotten skulle vara död

"Jag kände mig väldigt bländad och blinkade, men annars har jag inte många tydliga minnen att vakna," säger Lemons. ”Jag minns Dave som satt ner på andra sidan klockan och såg utmattad ut och visste inte varför. "Bara några dagar senare insåg jag situationens allvar."

Nästan sju år senare förstår citroner fortfarande inte hur han lyckades överleva så länge utan syre. Sunt förnuft säger att efter en så lång tid på havets botten borde han vara död. Det verkar dock troligt att det kalla vattnet i Nordsjön spelade en roll här - på ett djup av cirka 100 meter var vattnet förmodligen mindre än 3 ° C (37 ° F). Utan att det heta vattnet flödar genom "navelsträngen" och värmer upp kostymen svalnade hans kropp och hjärna snabbt.

Plötslig tryckförlust på ett flygplan kan orsaka andningsbesvär. Därför finns syremasker tillgängliga

"Snabb kylning av hjärnan kan förlänga syrefri överlevnad", säger Tipton. ”Om du sänker temperaturen med 10 ° C sjunker metabolismhastigheten med 30-50%. Att sänka hjärnstemperaturen till 30 ° C kan öka överlevnadstiden från 10 till 20 minuter. Om du kyler hjärnan till 20 ° C kan du få upp till en timme. ”

Den komprimerade gasen som mättande dykare brukar andas in kunde ha gett citroner mer tid. Under andningen av höga nivåer av komprimerat syre kan det lösas upp i blodomloppet, vilket ger kroppen ytterligare reserver för att pumpa det.

I ett tillstånd av hypoxi

Dykare är människor som troligen upplever plötsliga avbrott i lufttillförseln. Detta kan också hända i många andra situationer. Brandmän litar ofta på andningsutrustning för att komma in i rökiga byggnader. Syremasker används också av jaktpiloter som flyger i hög höjd. Syrebrist, känd som hypoxi, kan drabba många andra människor i mindre extrema situationer. Bergsklättrare upplever låga syrehalter i de höga bergen, vilket ofta tillskrivs många olyckor. När syrehalten sjunker försämras hjärnfunktionen, vilket leder till dåliga beslut och förvirring.

Chris Lemons extraordinära berättelse om överlevnad har skjutit en filmdokumentär som heter Last Breath

Patienter som genomgår kirurgi upplever ofta mild hypoxi, och detta tros påverka deras återhämtning. Stroke som leder till celldöd och livslångt skada orsakas också av syrebrist i patientens hjärna.

"Det finns många sjukdomar där hypoxi är den sista fasen," säger Tipton. "En av de saker som händer är att hypoxiska människor börjar tappa perifera syn och i slutändan tittar bara på en punkt." Detta anses vara orsaken till att människor precis innan de säger att de såg ljus i slutet av tunneln. "

"Barn och kvinnor är mer benägna att överleva eftersom de är mindre och deras kroppar tenderar att svalna mycket snabbare" - Mike Tipton

Citroner själv överlevde tiden utan syre utan större hälsoskador. Han fann bara några blåmärken på fötterna efter hans lidande. Men hans överlevnad är inte så unik. Tipton har studerat 43 fall av personer som har varit under vatten länge i medicinsk litteratur. Fyra av dem återhämtade sig, inklusive en två och ett halvt år gammal tjej som överlevde minst 66 minuter tillbringat under vattnet.

"Barn och kvinnor är mer benägna att överleva eftersom de är mindre och deras kroppar tenderar att svalna mycket snabbare," säger Mike Tipton.

Klättrare på världens högsta berg, som Mount Everest, behöver ytterligare syre för den tunna luften

Träning av mättningsdykare som citroner kan också oavsiktligt lära sina kroppar att hantera extrema situationer. Forskare vid norska universitetet för naturvetenskap och teknik (NTNU) i Trondheim har funnit att mättande dykare anpassar sig till den extrema miljön där de arbetar genom att ändra den genetiska aktiviteten i deras blodceller.

"Vi har sett en betydande förändring i genetiska syreöverföringsprogram", säger Ingrid Eftedal, chef för forskargruppen för barofysiologi vid NTNU. Syre distribueras i vår kropp i hemoglobin - en molekyl som finns i våra röda blodkroppar. "Vi fann att genaktivitet på alla nivåer av syreöverföring (från hemoglobin till produktion och aktivitet av röda blodkroppar) undertrycks under mättnadsdykning", tillägger Eftedal.

Tillsammans med sina kollegor tror de att det kan vara en reaktion på de höga syrekoncentrationer som de andas in när de är under vattnet. Det är möjligt att den långsamma transporten av syre i citronernas kropp gjorde att hans blygsamma förråd varade längre. Fördykning har också visat sig minska risken för caissonsjukdom.

Studier av inhemska människor som dyker utan syreutrustning har också visat hur mycket människokroppen kan anpassa sig till livet utan syre. Människor i Bajau, Indonesien kan dyka upp till 70 meters djup i ett andetag medan de jaktar med en harpun.

Citroner säger att han inte kommer ihåg något sedan han andades senast tills han återvände medvetandet ombord på dykklockan

Melissa Ilardo, en evolutionär genetiker vid University of Utah, fann att Bajau-folket hade utvecklats genetiskt så att deras milar var 50% större än sina kontinentala grannar.

Större mjältar tros ha ökade syrehalter i Bajau-folket och kan hålla andan längre

Milten tros spela en nyckelroll i fri dykning. "Det finns något som kallas en dykreflex från däggdjur som utlöses hos människor av en kombination av andetaghållning och nedsänkning i vatten," säger Ilardo. ”En av effekterna av dykreflexen är sammandragningen av mjälten.” Mjälten fungerar som en behållare för syrgasrika röda blodkroppar. Under dess sammandragning tvingas dessa röda blodkroppar till cirkulation, vilket ökar mängden syre. Detta kan betraktas som en biologisk dykbombe. "

Traditionella Bajau-dykare i Indonesien har utvecklat förstorade mjältar, vilket gör att de kan spendera längre tid under vattnet

Man tror att tack vare större mjältar, drabbas folket i Bajau av en högre tillförsel av syresatt blod och kan hålla andan längre. En Bajau-dykare Melissa Ilardo tillbringade enligt uppgift 13 minuter under vattnet.

Citroner återvände till dykning ungefär tre veckor efter olyckan - för att avsluta jobbet hade de börjat på samma plats där olyckan hade hänt honom. Han gifte sig också med Morag och de har en dotter tillsammans. När han tänker tillbaka på sitt möte med döden och mirakulösa överlevnad ger han sig inte mycket kredit.

"En av de viktigaste orsakerna till att jag överlevde var de fantastiska människorna omkring mig", säger han. ”Jag har faktiskt gjort mycket lite. Det var professionalism och heroism hos de två som var i vattnet med mig och alla andra ombord på fartyget. Jag hade mycket tur. ”

När han slutade på luften tillhörde citronernas tankar hans förlovade Morag, som han gifte sig direkt efter olyckan

Hans olycka orsakade ett antal förändringar i dykarsamhället. Nödbehållare används nu och innehåller 40 minuter luft, inte bara fem. De "navelsträngarna" är vävda med ljusfibrer så att de bättre kan ses under vattnet. Förändringarna i citronernas eget liv var inte så dramatiska.

"Jag måste fortfarande byta blöjor," skämtar han. Men hans syn på döden har förändrats. ”Jag ser henne inte längre som något vi är rädda för. Det handlar mer om vad vi lämnar här. ”

Värsta fall

Den här artikeln är en del av en ny kolumn från BBC Future, med titeln Worst Scenarios, som handlar om extrem mänsklig erfarenhet och den anmärkningsvärda motståndskraft som människor står inför motgången. Syftet är att visa hur människor har hanterat de värsta händelserna och hur vi kan lära av deras upplevelser.

Liknande artiklar