本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
在一片冰天雪地裡,一位冰島漁民孤身一人,迷惘地生存著,他與命運抗爭的故事揭示了人體對寒冷的非凡適應能力。
海梅島是威斯特曼群島中最大的一個,該群島位於冰島南部,主要居住著海鸚。Storhofi半島的最南端是一個露頭,伸入大西洋。當地的氣象站稱這裡是歐洲風暴最大的地方之一。
正是在這裡,在1984年3月12日凌晨,23歲Gulaugur Friorsson跌跌撞撞地走向極寒。雪下的火山巖造成了深深的傷口,他的光腳在流血,衣服浸在海水裡,凍在身上。他應該已經死了好幾次,但是內心深處使他向前。
夜晚晴朗而寒冷。氣溫為零下2攝氏度,但如果颳大風,就會感覺更冷。儘管氣溫極低,他還是在一個裝滿水的浴缸前稍作休息。他衝過幾釐米厚的冰,開始大口地從食槽裡喝水。
在這種時候,喝一杯冰水是首要考慮的問題,這也許有點奇怪。但在寒冷的環境中,脫水是一個令人頭疼的問題,因為零度以下的空氣基本上是凍幹的。由於空氣中沒有水分,當他呼出空氣時,肺裡的重要液體就會流失。
但寒冷似乎也會減弱我們的口渴感,這意味著許多人沒有攝入足夠的水。如果你通過來保持溫暖,結果呼吸沉重,很快就會導致脫水。
一名法國士兵正在融化積雪,這是訓練的一部分。樸茨茅斯大學生理學教授邁克蒂普頓表示:「你往往會遇到很多感冒與脫水並存的問題。」
發現淡水,然而,脫水不是最大的問題。他的溼衣服很快使他的病情惡化,使他處於體溫過低的危險中,當核心體溫下降到35攝氏度以下時就會發生體溫過低。鍛鍊時,他可以保持核心體溫高。但在停下來喝水後,他的熱量來源——肌肉運動產生的熱量——被切斷了。雖然他還有卡路裡可以燃燒,但他必須繼續運動。
如果你一直運動,而且你的身體被適當地隔熱,你就會產生足夠的熱量來保暖。當你相當努力地鍛鍊時,你可以穿著短褲和t恤在寒冷中鍛鍊。當被凍得發抖時,實際上是在做輕度運動。
在高海拔地區的人可能會發現鍛鍊更加困難。攀登珠穆朗瑪峰的人可能每10秒鐘只能走一步。在這種鍛鍊速度下產生的熱量是最少的,所以保持溫暖是非常困難的。登山者在高海拔地區死於寒冷的記錄非常豐富,這通常是因為無線電通訊可以一直保持到他們失去知覺。1974年,幾名登山者在一場暴風雪中被困在列寧峰上。
這個由埃爾韋拉·沙塔耶娃領導的團體,試圖成為第一個攀登這座山的全女子團體,位於現代的塔吉克斯坦。當他們變得更冷時,他們的思想變得越來越混亂,「另一個人死了,」記錄顯示沙塔耶娃在她最後的一條信息中說,「……我沒有力氣按住傳送器的按鈕。」
在最大限度地鍛鍊中,不需要厚厚的防護服來保暖。雖然有證據表明,極度炎熱會影響人們的認知能力,但還不清楚極度寒冷會對大腦產生什麼影響。在一篇論文中,人們在2-3攝氏度的水中浸泡3分鐘(這段時間足以讓人產生並克服冷休克反應),他們的短期記憶有所下降,但其他方面有所改善,比如警覺性。另一篇論文發現,人們在體溫過低的時候(他們的核心體溫降低到35.5℃),認知功能完全沒有下降。
我們的大腦似乎更善於應對寒冷,而不是應對太熱。這是因為我們身體的生存策略圍繞著維持重要器官的運轉,而犧牲了不那麼重要的身體部位。當然,最重要的是我們的大腦。當Shatayeva和她的同伴出現認知問題的時候,他們可能已經在身體的其他地方經歷了器官衰竭。
我們的身體非常善於通過一個叫做血管收縮的過程來減少流向手和腳的血液,從而保持我們的核心體溫。但這樣做,我們犧牲了這些極端的熱量。人體組織在零下0.5攝氏度左右結冰。黨組織中的液體開始凍結時,我們的細胞壁會破裂,導致壞死或細胞死亡。我們稱之為凍傷。
然而,由於體溫過低而接近死亡的邊緣,顯然會對大腦產生奇怪的影響。在一些罕見的情況下,極度寒冷的人在臨死前會感到熱。一些體溫過低的受害者被發現部分穿著衣服,甚至完全脫光衣服,這一現象被稱為「反常脫衣」。
可能是在死亡前的最後一刻,在我們的脂肪層下面控制血液的機制失效了,導致血液湧向皮膚表面,給人一種因溫暖而發紅的感覺。事實上,受害者會突然失去大量的熱量。脫衣服只會加速他們死亡的速度。
這些病例中的大多數(67%的男性和78%的女性)都與飲酒有關,眾所周知,飲酒會抑制我們的體溫調節反應。
在其他不尋常的死於體溫過低的案例中,受害者被發現藏在衣櫃後面或床下。這種現象被稱為「躲貓貓綜合症」,有時也被稱為「最後挖洞」,儘管挖洞的人極為罕見。
即使在零下32攝氏度(零下20華氏度),那些劇烈運動的人也不需要戴手套。最好的手套只能在休息的時候戴3個小時。就像脫衣服一樣,在死亡前的最後一刻,受害者會感到困惑。大約有四分之一的人在藏起來之前也會脫光衣服。
那些被發現凍死並反常地脫光衣服的少數人經常在晚上穿著不合適的衣服走路回家時成為受害者,有時還喝醉了。對於任何處於生存狀態的人來說,有三條防線可以抵禦寒冷。
前美國空軍生存、逃避、抵抗和逃脫訓練教練傑西克雷布斯表示:「衣服或裝備是第一道防線,避難所是第二道防線,第三道防線是火力。」「人們會在衣服被損壞後直接開槍,這是一個錯誤。如果他們沒有成功,他們就會在試圖點火時死去。」
這是30歲的冒險家泰森·斯蒂爾在2019年底面臨的情況。厚厚的積雪覆蓋了遙遠的蘇西特納山谷的森林角落,斯蒂爾的小屋就坐落在那裡。他裹著暖和的衣服睡覺,抵禦著外面冰冷的溫度,而他的餘火在燃著木柴的火爐裡閃耀著光芒。
一小團灰燼從煙囪裡飄了上來,落在帆布上,形成了他小屋的大部分屋頂,在那裡它靜靜地悶燒著。聞到火的味道,斯蒂爾衝了出去,發現火焰從塑料屋頂冒了出來。不出幾分鐘,整個小屋就燒起來了。
對斯蒂爾來說,這是一場為期三周的煎熬的開始。他被困在阿拉斯加荒野上,離最近的城鎮有20英裡,那裡的氣溫在零度以下。在接下來的20多天裡,他面臨著一場保暖戰,希望能夠獲救。
由於無法在深雪中移動太遠,他的計劃是待在原地不動,在這種情況下,這並不是一個壞的計劃。除衣服外,防空洞是抵禦寒冷的第二等級。他搶救了一些罐頭食品和毯子,用小屋的廢墟搭了一個避難所,還生了一堆火。
泰森·斯蒂爾向盤旋在他小屋殘骸周圍的州警直升機揮手在這一點上,斯蒂爾的前景相當樂觀;他的三道防線井然有序。他在自己的小屋邊發出求救信號,等待救援。
蒂普頓說:「如果你知道救援就要來了,你最好挖一個雪洞,待在原地。」「加拿大人說,你所做的一切就是待在原地,直到你死去,因為沒有人會找到你。但如果你身體健康,有食物,如果你發出了求救信號,你知道他們會來的,你最好挖一個雪洞,而不是遭遇暴風雪。」
住在小木屋期間,他定期與家人保持聯繫,並在社交媒體上發帖。但當這些信息消失後,他的家人開始擔心起來。幸運的是,斯蒂爾的沉默引起了人們的注意,最終救了他,而不是他的救命恩人。
「大多數人都知道SOS信號,但它的缺點是非常曲折,」克雷布斯說。「大自然的大部分都是彎曲的——有圓形的山丘、湖泊和溪流,所以彎曲的曲線融入其中。」
在軍隊裡,克雷布斯被教導用字母「V」來請求一般幫助,或者用「X」來請求醫療援助。長長的直線聳立在山坡上。它也需要更少的時間來創建兩條直線30英尺長相比,兩個圈Ss和一個O,每個10英尺高。
從一架盤旋在他頭頂的直升機上記錄下的救援畫面顯示,斯蒂爾站在他的SOS前面,高舉雙手向他的救星揮手。人們普遍認為,舉著兩支胳膊是請求別人把自己抱起來(只有一隻胳膊可能會被誤解為打招呼),但克雷布斯表示,表達痛苦最有效的方式是躺在地上。如果你確定飛行員看到了你,迅速躺下表示你受傷或生病了,因此急需幫助。
其他形式的地空通信包括使用信號反射鏡。汽車遮陽板上的鏡子可以重新利用。將鏡子舉過一隻眼睛,用手指將目標固定在前方成「V」形,這樣,在晴朗的天空中,信號鏡可以將注意力吸引到50英裡(80公裡)外的地方。其他替代方法是煙霧信號——新鮮植被枝葉中的水燃燒時產生白煙,這在黑暗的森林中很有用。燃燒的橡膠或汽車輪胎會產生黑煙,在雪的映襯下會很明顯。但克雷布斯警告說,這隻有在該地區有飛機時才真正有用。
斯蒂爾後來承認,他沒有接受過正式的生存訓練,但從YouTube視頻中獲得了一些知識。幾根火柴,一根蠟燭和一些樺樹皮幫助他生火,他可以用這些來保持乾燥。
克雷布斯說,能夠保養和修補衣物對增加你的生存機會至關重要。在最糟糕的情況下,溼衣服會被擰乾,然後推過粉狀的雪來吸收一些水分。但在Friorsson的情況下,他已經超出這一點。
1月一個寒冷的早晨,一名士兵在華盛頓的科爾維爾國家森林參加Sere訓練Friorsson剛剛落入大海Storhofi半島東部當他的小漁船,Hellisey已經503年,遇到了麻煩。晚上10點,她的拖網落在海底,很快就傾覆了這艘船,船員們來不及發出求救信號。
她的五個漁民被拋到海裡。其中三人設法爬上了翻倒的漁船的龍骨,兩人再也沒有浮出水面。
一般人在溫度低於6攝氏度的水中生存大約75分鐘,在這片海域遊泳3英裡需要幾個小時
倖存者發現他們與海岸之間隔著3英裡(5公裡)5-6攝氏度(41-43華氏度)的海水。一般人能在6攝氏度以下的水中存活75分鐘。關於人們活得更久的說法是坊間傳聞,而且很少。在實驗室裡,試驗對象在20或30分鐘內開始出現不良反應,然後才被拉出來。在這些海裡遊三英裡要花好幾個小時。
海水不能像空氣一樣變得非常非常冷。海水凍結在-1.9攝氏度(28.6華氏度)左右,但在冰島周圍,3月份的海水僅略高於冰點。那麼,在冷水中被凍傷在理論上是可能的,但可能性很小。
然而,在被掀翻的船的龍骨上,低空的氣溫正在造成損失。漁民們的溼襯衫、毛衣和牛仔褲很快加劇了他們的寒冷。按兵不動不是一個選擇。
「當你從水裡出來時,你會得到蒸發冷卻,」蒂普頓說。「這是一種非常有效的散熱方式。「一般情況下,你會想要脫掉衣服,穿上乾衣服,但如果沒有這樣做,爬進一個大塑膠袋將減少蒸發冷卻和對流冷卻。
「如果你在4攝氏度的時候把人弄溼了,他們衣服裡有一升水;如果所有的水分都蒸發掉,他們的體溫將下降10攝氏度,」蒂普頓說。「如果你讓他們經歷同樣的場景,然後把他們放在一個塑膠袋裡,他們可以用他們的身體來加熱水。它裝在袋子裡,所以不會蒸發掉。那些人失去了半個學位,所以他們的生活水平提高了20倍。」
漁民們與陸地之間隔著三英裡寒冷的海水。蒂普頓說,他在樸茨茅斯大學的團隊取得的一個重大成就是,他們鼓勵加拿大皇家騎警放棄昂貴的金屬箔空間毯子,改用便宜、結實的塑料救生袋。在馬拉松比賽結束時包裹在運動員身上的太空毯,在防止散熱方面效果很好,但在蒸發散熱方面就沒那麼好了,因為它們不會困住液體。在生存的情況下,塑膠袋會更有用。
經過片刻的考慮,三個人決定冒險遊一遊。不到10分鐘,另外兩個人就凍死了。總之,Friorsson花了六個小時遊泳到土地。他怎麼能比他的同胞活得更久呢?
對漁民來說,入水後的最初幾分鐘至關重要。在相同的溫度下,冷水比空氣更快地帶走人體的熱量。那些迅速死亡的人可能無法控制冷休克反應。他們氣喘籲籲,驚慌失措,大口喝水。相比之下,Friorsson設法控制自己的呼吸。
他後來說,他在整個遊泳過程中保持頭腦清醒。他甚至選擇回到海裡沿著海岸線遊得更遠,因為他的第一個著陸點的懸崖太難爬了。這樣做的鎮定可能救了他的命。
最後,Friorsson達到一個村莊,在星期一早上7點他敲別人的門。他後來因為割傷和脫水而出院。沒有跡象表明他曾患過體溫過低。
現年58歲的Friorsson是一個大的人。他身高193釐米,體重125公斤。一層厚約2.5釐米的脂肪包裹著他的腹部。他身上的脂肪使他與外界隔絕,但它也是重要的能量來源。
儘管如此,他保持溫暖的能力是非凡的。研究人員進行測試Friorsson磨難後,他得出結論,他必須能夠維持正常體溫附近整個他的遊泳。
2012年冰島獨立電影是主流報導的總和。如今,他所穿的衣服在位於海梅的埃爾德海馬爾博物館的一個小型漁業歷史展覽中展出,這是對他非凡故事的一種適度認可。