文/劉 劍
熱愛大海的人往往向往潛水,你知道人類最早的潛水員是在什么時候出現(xiàn)的嗎?人類潛水要面對哪些困難和問題?
人類最早的潛水員是在什么時候出現(xiàn)的? 2000多年前的海底采珠人可以算是最早的“潛水員”了。珍珠生長在海底的蚌殼里,采珠人必須潛入海底采集。相傳2700多年前中國就有潛水采珠的技術,潛海采珠技術代代相傳,近代珍珠多為人工培育,不再需要潛海捕撈了。
海底采珠,在我國古代有許多精彩的故事和傳說。南北朝時北部灣的合浦產(chǎn)海珠,因為采集過度,珠蚌絕跡;后來孟嘗來當太守,改善了生態(tài)環(huán)境,珠蚌重現(xiàn),采珠業(yè)又恢復了,這就是“合浦珠還”的故事。
現(xiàn)在看來,古時候的采珠人還算不上是優(yōu)秀的“潛水員”:他們鉆入水底,只能在幾米水深的地方待上2~3分鐘。即便有特殊潛水能力的水上民族,也只能下潛幾十米?,F(xiàn)在,不用呼吸裝置的“自由潛水”已經(jīng)成為一種體育運動。
人類潛水要面對哪些困難和問題?呼吸是潛水要解決的主要問題。自由潛水,只要呼吸壓縮后的普通空氣就行。但是潛水越深,壓力隨之增大,空氣中的氮氣會滲透到人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞里,引起“氮麻醉”。因此,較長時間或者較深的潛水,就要有專門的裝備。這種裝備叫水肺,它可以保證潛水員的呼吸,這種潛水方法叫作水肺潛水,水肺里裝的是氦和氧的混合氣體,這是因為氦氣的麻醉效應遠低于氮氣。
人類潛水不僅是呼吸的問題,還面臨另一個威脅——減壓病。因為海水深度每增加10米,就會增加一個大氣壓。壓力的增加,使得人體血液溶解空氣的能力也相應增加。如果潛水員從水下深處回到海面減壓太快,溶解在血液和身體里的氣體就會阻礙血液流動,嚴重的甚至可以致命。所以說,潛水員在完成潛水任務時,必須在減壓艙里逐步減壓,再回到海面上來。
“飽和潛水”挑戰(zhàn)潛水時間和深度的極限 1957年發(fā)明的“飽和潛水”技術是解決“減壓病”的辦法。潛水員先在艙內(nèi)加壓,使得體內(nèi)的氣體完全飽和,然后就可以在深水里工作幾天,甚至幾十天,等任務完成后再一次性減壓出水。這是因為如果在高壓下逗留到一定的時間,人體血液和組織里所滲入的氣體就會達到飽和,以后只要壓力不變,即便延長逗留的時間,血液和組織里的氣體含量也不會改變。
現(xiàn)在不管是進行海底救生、施工、勘探,或者是科學考察,凡是在水深超過100米的高壓環(huán)境的水下作業(yè),都必須采用這種飽和潛水技術。
海底時裝——潛水服每個潛水員都有一個重要裝備——潛水服。潛水服主要是用來保護身體和體溫的。500年前,達·芬奇就曾設計過皮質(zhì)的潛水服。
目前,最先進的潛水服叫大氣壓潛水服。它其實是一個小型的單人潛水器。它用金屬或塑料制成盔甲的形狀,肢體關節(jié)可以自由活動,還帶有推進裝置。由于潛水服里面保持一個大氣壓的壓強,潛水員就沒有了“加壓”、“減壓”的問題。有“深海女王”之稱的美國海洋學家西爾維·厄爾,就曾經(jīng)身穿大氣壓潛水服,在夏威夷380米深的海底行走、
觀察兩個半小時,創(chuàng)造了女子深潛的紀錄。