极限缺氧的恐怖经历
利维坦按：根据亨利定律，当一种在液体上的气体压力下降时，该气体溶于液体的量亦会下降。比如我们开启软性饮料罐时，气体会从中出来，在液体中亦有气泡。这些二氧化碳的排出是因在容器内的压力下降至大气压力。同样，氮气是一种溶解于人体组织及体液内的气体。当身体暴露于压力下降的环境时，氮气会被释放到离开身体的气体中。若氮气被逼离体液的速度太快时，气泡会在身体内形成，造成减压症的症状，如皮肤发痒及皮疹、关节痛、感觉器衰弱、麻痹及死亡。
文/Richard Gray
译/Ina Chen
校对/兔子的凌波微步
原文/www.bbc.com/future/story/20190423-the-man-who-ran-out-of-air-at-the-bottom-of-the-ocean
本文基于创作共同协议（BY-NC），由Ina Chen在利维坦发布
文章仅为作者观点，未必代表利维坦立场
克里斯·莱蒙斯（Chris Lemons）与相隔自己100米（328英尺）的船之间有一条重要的电缆，电缆将电力、通信、热量和空气输送到克里斯的潜水服。好巧不巧，此时这根电缆上的裂缝越来越大，突然断裂。
克里斯在船上的同事们永远记得这条生命线断裂时可怕的声音，而此时克里斯本人 却毫不知情。一开始他被卡在之前他们一直在施工的水下金属结构中，后来一路翻滚到了海底，他与海面上的一切联系包括最后一线希望也一同坠入海底。
最重要的是，他的空气供应也消失了，只剩下6到7分钟的紧急空气供应。在北海底部接下来的30分钟里，克里斯即将经历的是一件很少有人可以活着阐述自己经历的事情：缺氧。
“我不确定我对这个情况有充分的把握，”克里斯回忆道。 “我掉到了海床上，周围伸手不见五指。我知道我背上氧气罐所剩的氧气非常少，而且回到海面上的可能性几乎为零。 慢慢地我似乎开始接受这个事实，有些悲伤罢了。“
事故发生时克里斯已经有过一年半的饱和潜水经验。图源：Chris Lemons
克里斯作为距苏格兰东海岸阿伯丁（Aberdeen）127英里（204公里）亨廷顿油田（Huntington Oil Field）饱和潜水小组的一员，他的职务是修补油田损坏的管道。这项工作要求潜水员在长达一个月的时间内，吃喝拉撒在一个潜水船上一个专门定制的空间（管道），与其他船员一墙之隔。在这些6米长的管道中，3名潜水员需要逐渐适应水下的压力。
这种隔离有些与众不同。3名潜水员可以看到或听到外面的同事（隔断是玻璃和金属）。每个小组的潜水员完全依赖于彼此的工作，缺一不可。并且他们需要6天的时间给这个高压舱减压，然后才可以打开船舱离开或是寻求外界的帮助。
“确实挺奇怪的，”39岁的克里斯说，“你们生活在同样一艘船上，周围有很多同事只是一墙之隔，可是你却被完完全全的隔离了。“
”可能从月球回地球都会比从深海回到正常生活来得快吧。“
减压这个过程是不可缺少的，在水底的时候潜水员呼吸产生的氮气溶解到他们的血液和器官组织中。当他们回到水平面时，水压上升，氮气会变为气体，这一切如果发生的太快，可能会造成器官组织和神经的严重损伤，甚至可能因为氮气在大脑中形成气体而致死【这种情况被称为减压症（Decompression sickness）】。
在深海中的潜水员在回到海平面之前需要几天时间舱内减压。图源：Getty
从事这项工作的潜水员知道这是一个高危职业。不过对于克里斯来说他牵挂的是与他长期分居住在苏格兰西岸的未婚妻。
2012年9月18日那天，一切好像都很正常，克里斯与两个潜水同事戴夫·尤萨（Dave Youasa）和邓肯·奥尔科克（Duncan Allcock）一起爬入潜水钟。潜水钟从船上（船名：Bibby Topaz）缓缓下沉至海床，他们即将在那里进行维修工作。
“这就像是再正常不过的一天，”克里斯说，虽然不像其他两个人那样经验丰富，但他也有8年的潜水经验，已饱和潜水一年半，还参加了9次深海潜水。 “当天海面有些波浪，但水下还挺清晰的。”
克里斯在缺氧的海床上熬过了30分钟。图源：Dogwoof
通常，当潜水员在水下时潜水船使用计算机控制的导航和推进系统（称为动态定位）从而使得船只固定在潜水员上方。当天略带波浪的海面却几乎要了克里斯的命。
当时克里斯和戴夫在水下修理管道，邓肯在潜水钟里给他们指令。这个时候船只的动力系统突然失灵并迅速偏离航线。
此时在海底，潜水员们的通信系统发出警报。克里斯和戴夫受到指示需要回到潜水钟。 但是当他们想要通过连接着船只的电缆往回潜时，这艘船已经严重偏航，他们必须要越过之前提到的那个金属结构才能回到船上。
“有那么一个奇怪的瞬间，我们就这么四目相对着。”
然而，当他们就要到达顶部时，克里斯的电缆卡在了一片金属上，他没有足够的时间解开它，仍在偏离航线的船只一下子把卡住的电缆拉得更紧，克里斯撞上了金属横梁。
“戴夫意识到他遇到麻烦了，转回来想帮我，”克里斯说，“有那么一个奇怪的瞬间，我们就这么四目相对着，当时戴夫非常绝望，使劲地想要抓住我，可是船却把他拉走了。而我还没来得及反应，就发现由于船把电缆拉的太紧，我没有任何剩余的氧气补给了。”
在偏离航线太远之后，船员们发射了一艘遥控潜艇，想要确定克里斯的位置。图源: Floating Harbour
电缆上的张力非常大，这根生命线原本就是一堆软管和电线松松散散地缠绕着中间的绳子，因为船只的错位被拉得越来越紧，吱吱作响。克里斯本能地转动他头盔上的旋钮，想要使用背上急救箱里的氧气。不过他还来不及做这一切，电缆就断了，克里斯又慢慢地滚回了海床。
在伸手不见五指的黑暗中，克里斯设法将自己的重心拉回，凭着直觉回到油井，摸索着向上爬指望着有可能再回到潜水钟。
“在没有氧气的情况下，人体一般只能维持几分钟。之后人体的生物机能和细胞就会慢慢死亡。”
“当我爬上去的时候，完全不知道潜水钟在哪儿，”克里斯说， “我做出了一个谨慎的决定，先冷静下来，努力节省我所剩无几的氧气。我可能只有六七分钟的紧急备用氧气了。当时根本没想到我能活着被救出去，所以我干脆就把自己蜷缩成一个球。“
在没有氧气的情况下，人体一般只能维持几分钟。之后人体的生物机能和细胞就会慢慢死亡。大脑中会减少对神经元的供电，直到最后完全停止。
（www.cmj.hr/1999/40/3/10411965.htm）
英国朴茨茅斯大学（Portsmouth University）极端环境实验室主任迈克·蒂普顿（Mike Tipton）说：“缺氧会造成人失去意识，人体没有大量的氧气储备，可能就只有几升吧。每个人新陈代谢的速度不一样，能坚持的时间也就不一样。“
图源：Dogwoof
一个处于静态的成年人一般每分钟会用四到五分之一升的氧气，如果在剧烈运动的时候可能每分钟需要4升。
（www.rcpe.ac.uk/sites/default/files/5_exercise_tests.pdf）
（onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/clc.4960130809）
“一般人在有压力或者恐慌的时候，新陈代谢也会变快，“蒂普顿针对在水下缺氧的情况下仍存活较长时间的人做过一些研究。
Bibby Topaz船上，人们手忙脚乱地想要通过手动导航回到航道上解救他们失踪的同事。他们在偏离航线太远之后发射了一艘遥控潜艇，想要确定克里斯的位置。
而当潜艇找到克里斯时，他们绝望地看着克里斯慢慢停止挣扎，逐渐被死神带走。
“我记得从氧气罐中吸掉最后一口氧气，”克里斯说， “那一口气很难咽下去，我那时候感觉自己快睡着了，不过并不是很舒服的那种。同时我记得我对我的未婚妻莫拉格感到抱歉和愤怒。我生气是因为这会给很多人造成极大的伤害，然后我就什么感觉都没有了。“
图源：Dogwoof
船上的工作人员大概花了30分钟重新修好了动态定位系统，戴夫潜回金属结构的时候，克里斯仍然一动不动的生死未卜停留在原地。
戴夫用尽全力把他的同事拉回了潜水钟，和邓肯一起摘下克里斯的头盔。克里斯满脸发青，完全没有呼吸。戴夫本能地给他进行人工口对口复苏。
奇迹发生了，克里斯喘息着恢复了意识。
“大家都以为在海底呆了这么久，他早就去世了。”
“我当时昏昏沉沉的，周围有一些闪烁的灯光，说实话我记不清当时醒过来时候的情况，”克里斯说，“我记得当时我不知道为什么戴夫坐在潜水钟另一头，看起来很疲惫的样子，过了几天我才知道当时情形的严重性。”
差不多7年之后，克里斯仍然不知道当时自己在水下缺氧这么久是如何存活下来的。大家都以为在海底呆了这么久，他早就去世了。
可能北海极低的水温起到了作用。在距海平面100米（328英尺）以下，水温可能低于3摄氏度（37华氏度）。周围没有温水，克里斯的身体和大脑很快就能冷却下来。
客机在忽然失去压力时会容易导致乘客缺氧难以呼吸，这也是为什么弹出氧气面罩的原因。图源：Alamy
“缺氧的时候如果大脑快速冷却可以增加人体存活时间，” 蒂普顿说，“如果温度降低10度，新陈代谢率可以降低三分之一或是一半。而如果大脑温度降至30摄氏度（86华氏度）生存时间就可以提高10到20分钟。大脑温度若是20摄氏度（68华氏度），就有可能争取一个小时。”
饱和潜水员通常使用的加压气体可能也是另外一个克里斯存活下来的原因。在水压下吸入高度氧气时，氧气会溶解在血液中，从而给身体提供额外的能量。
各种缺氧情况
由于工作性质，潜水员可能最有可能突然缺氧。不过还有很多其他情况供氧可会突然被切断。比如消防员在进入烟雾缭绕的建筑物时他们只能依赖呼吸设备，高空战斗机飞行员也需要使用呼吸面罩。
在稍稍常见的情况下，氧气缺失（称为缺氧）会影响许多人。登山者在高山上遇到氧气含量低的情况，这种情况通常会造成意外。氧气水平下降时，大脑功能会受到影响，导致当事人昏昏沉沉没法清醒地做出正确的决定。
（journal.sjdm.org/12/12306/jdm12306.html）
接受手术的患者也经常会出现轻度缺氧，之后也会影响到他们的康复过程。中风也是由患者的大脑缺氧造成的，导致细胞死亡，会对他们之后的生活产生很大的影响。
（www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2991088/）
（www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11697699）
“有很多疾病的最后阶段是缺氧，”蒂普顿说。 “缺氧患者会逐渐失去他们的周边视力，直到最后他们只能看到一个点。这也是为什么有过濒死体验的人提到他们看到了一条隧道，隧道尽头有一盏灯。“
图源：John Ankerberg
“儿童和女性在缺氧时生存率更大，他们体型较小，体温往往很快就可以降下来。”——迈克·蒂普顿
克里斯在这场灾难中毫发无损。只有腿上几处淤青。
这可是闻所未闻的新闻。在这之前蒂普顿研究了至少43个在水中缺氧时存活下来的案例。其中4人康复，包括一名在水中存活了66分钟的两岁半的女孩。
（www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21458133）
（www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3379747）
蒂普顿说：“儿童和女性在缺氧时生存率更大，他们体型较小，体温往往很快就可以降下来。”
挑战世界最高峰珠穆朗玛峰的登山者们，由于空气稀薄需要使用供氧设备。图源：Alamy
像克里斯这样的饱和潜水员在训练过程中可能无意中改变了本身的体质以应对极端情况。 挪威科技大学（NTNU）在特隆赫姆（Trondheim）的研究人员发现，饱和潜水员通过改变血细胞的遗传活动可以调整自己的身体来适应他们所处的极端环境。
（www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2018.00937/full）
“这简直是研究人体供氧基因变化上的一个里程碑，”挪威科技大学气体生理学研究组负责人英格·艾菲德尔（Ingrid Eftedal）说，“血红蛋白是我们红细胞中的一种分子，而氧气则分布在血红蛋白中。我们发现，在饱和潜水期间，任何形式的红细胞活动和运转都会停止。“
艾菲德尔和她的同事们认为这是由于潜水员在水底呼吸高浓度氧气的结果。当克里斯体内氧气运输的过程减缓，需要的供氧量也随之减少。
（www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14755001/）
潜水前锻炼也被证明有助于降低减压症发生的风险。研究同时也表明对于习惯没有多余氧气情况下自由潜水的人也可以逐渐适应没有氧气的生活。印度尼西亚的巴夭人（Bajau）会用梭标捕食，他们可以屏住呼吸潜入海平面以下70米（230英尺）的深度。
印度尼西亚的巴夭人在长期自由潜水过程中已经进化出比常人更大的脾脏，可以在水下无氧情况下捕食。图源：Alamy
犹他州大学（University of Utah）的进化遗传学家梅利莎·伊拉多（Melissa Ilardo）发现，巴夭人进化出了比他们邻陆的Saluan居民大50%的脾脏。
“由于脾脏较大，巴夭人血液中的含氧量也很多，比常人屏住呼吸的时间会长得多。”
脾脏自由潜水运动中发挥着关键的作用。
“有一种叫哺乳动物潜水反射的东西，对于人类来说意思是在水底下屏住呼吸，”伊拉多说， “潜水反射的影响之一是脾脏的收缩。脾脏相当于富含氧气的红细胞的小仓库，当脾脏收缩时，这些红细胞被溶入血液循环的过程，提供血液中的氧含量。基本上通俗来说你可以把它想象成一个生物潜水罐。“
由于脾脏较大，巴夭人血液中的含氧量也很多，比常人屏住呼吸的时间会长得多。
伊拉多曾经遇到过一名巴夭潜水员在水下自由潜水过13分钟。
克里斯在事故发生三周后重新恢复潜水工作——就从当时事故发生的地点开始，毕竟之前已经开始的工作还没做完。并且那时他即刻迎娶了未婚妻莫拉格，并且生了一个女儿。
在对于自己几乎死去而后又奇迹般地活下来这个事情上，克里斯不认为自己做了什么惊天动地的事情来自救。
“我幸存的原因之一是由于我周围同事极其专业，”他说，“说实话我真的没做什么。真的是因为我在水下这两个同事和船上船员的专业精神和英雄气概我才活了下来，我非常幸运。”
缺氧的时候，克里斯主要想的就是他的未婚妻莫拉格，幸存下来后他俩马上就结了婚。图源：Chris Lemons
这场意外造成了潜水领域的一些改革。现在他们会使用可以提供40分钟而不是5分钟紧急供氧的设备。电缆也装上小灯，在水底就不会一团乱什么都看不清。
克里斯自己生活倒是没什么变化。“我的工作还是收拾这堆烂摊子，”他着玩笑，不过他承认确实对死亡的看法不同了，“我不再害怕死亡了，更重要的事情是，你作为一个人可以为这个世界留下些什么吧。”
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