Bách khoa về biển
Phần 1 Con người và biển cả
1. Thợ lặn trần đã lặn xuống đến độ sâu nào?
Trong chuông lặn để mở, nhà toán học Thụy Sĩ Hannes Keller và nhà báo Anh Peter Small đã lặn xuống tới độ sâu 300m. Keller đã bơi bên ngoài chuông trong độ sâu đó 3 phút. Ông thở bằng một hỗn hợp khí bí mật, dựa trên những tính tóan của ông về yêu cầu và khả năng chịu đựng của con người. Ông cũng phải tính đến cả giai đoạn giảm áp đối với thợ lặn. Thật không may mắn, Small và một thợ săn nữa đã hi sinh trong cuộc thí nghiệm đó (năm 1962). Để lặn tới độ sâu 300 mét đòi hỏi thời giam giảm áp trong nhiều ngày. Điều đó hạn chế một cách nghiêm trọng ý nghĩa kinh tế của việc lặn tới độ sâu như thế.
2. Con người không có hỗn hợp thở đặc biệt có thể xuống độ sâu nào?
Năm 1968, Hal Watts và A. J. Muns đã giành được kỷ lục thế giới về lặn sâu trong không khí nén. Theo thông báo của Tạp chí Skin diver (Thợ lặn trần), Wattsđạt tới tốc độ sâu 119 mét, còn Muns thì dừng ở độ sâu 116 mét do cơn choáng vì khí nitơ. Cuộc lặn tiến hành ở ngoài khơi Miami Beach .
3. Con người không có dụng cụ hỗ trợ thở có thể xuống tới độ sâu nào?
Tháng 2 – 1967 một thủy thủ người Mỹ, R. A. Croft đã giành được kỷ lục thế giới về môn lặn nín thở. Anh đã lặn đạt tới độ sâu 64,83 mét. Cũng tháng 12 năm đó, Trung tâm y học, hạm đội tàu ngầm của hải quân Mĩ đã tổ chức một cuộc thi lặn mới ở Florida . Lần này Croft đã lập kỷ mục mới 66,33 mét và lặn trong 40 giây.
4. Đã xác nhận được những thay đổi sinh lí nào trong thời gian lặn nín thở?
Ở độ sâu 66,33 mét, R. A. Croft cảm thấy ảnh hưởng tâm lý rõ nhất là hơi đau lỗ tai. Song những đo đạc về sinh lý tiến hành khi lặn đã ghi được sự co thắt có chọn lọc các mạch máu đến các cơ quan của cơ thể và thậm chí cả sự tăng dòng máu trong các cơ quan đó khi lặn xuống sâu hơn. Ở độ sâu kỷ lục, áp suất lên cơ thể người lặn đạt tới gần 7 atm (ở mặt biển áp suất tác động lên người là 1atm). Thể tích lớn nhất ở phổi của Croft là 7,8 lít, trong khi đó bình thường phổi của người là 3 lít.
5. Con người có thể nín thở ở dưới nước được bao lâu?
Những cuộc khảo cứu chứng tỏ rằng phần lớn con người có thể ở dưới nước không quá 1 phút. Ngoài ra, những người thợ mò ngọc trai chuyên nghiệp, vận động viên thể thao bơi lặn, có thể kéo dài thời gian ở dưới nước đến 2 hoặc 3 phút.
6. Thợ lặn có thể làm việc liên tục ở dưới nước được bao lâu?
Theo tư liệu của Cục Hướng dẫn bộ môn lặn của hải quân Mĩ, thợ lặn làm việc được 2 giờ, ở độ sâu 30 mét, cần phải daàh 2 giờ 12 phút để nổi lên mặt nước. Khi lưu ở độ sâu 90 mét đòi hỏi phải thêm 19 giờ nữa để làm giảm áp suất. Những thợ lặn sống trong các công trình ngầm dưới nước giống như những ngôi nhà mà Cousteau và Link đã thử nghiệm, có thể làm việc được dưới đó mấy tuần liên tục. Vì trong 24 giờ đầu máu của họ đã bão hòa khí và trong thời gian giảm áp không tăng thêm nữa, trong thời gian hạn lưu lại tiếp theo.
7. Sự ưu việt của người lặn có áo so với người lặn mang bình khí nén ở chỗ nào?
Ưu việt chủ yếu là bộ áo bảo vệ và hệ thống liên lạc bằng điện thoại với mặt nước. Người lặn có áo có thể làm việc mấy giờ đồng hồ ở độ sâu 60 mét, nghĩa là ở độ sâu không cho phép người lặn thiếu thiết bị để thở với hỗn hợp khí đặc biệt. Trong khi đó thì người lặn mang bình khí nén có tính cơ động hơn nhiều. Ngày nay, những thiết bị để thở theo chu trình kín đang thử hi vọng cho phép sử dụng những hỗn hợp an toàn tới độ sâu hơn 300 mét. Điều đó đem lại khả năng làm việc ở các độ sâu lớn và trong thời gian dài.
8. Những vấn đề phức tạp của việc lặn xuống sâu đối với người thợ lặn là gì?
Trước kết thợ lặn bị ràng buộc với mặt nước bởi một ống để thở. Ngoài ra, không khí chịu một áp suất lớn làm một phần nitơ chứa trong đó hòa tan vào máu của người thợ lặn. Trong hải quân Mĩ, giới hạn cho phép lặn xuống sâu của thợ lặn là 160 mét, mặc dù họ có thể xuống tới độ sâu lớn hơn nhiều.
9. Một số nguy hiểm sinh lý trong lặn sâu là gì?
Có 3 vấn đề nghiêm trọng người thợ lặn phải đương đầu là bệnh khí ép, choáng nitơ và sự tắc mạch máu. Để có thể làm việc được dưới nước, thợ lặn phải thử không khí có áp suất bằng áp suất nước bên ngoài. Trong khi cơ thể lặn sử dụng oxy vào các quá trình sinh lý thì khí nitơ bị hòa tan vào máu và các mô. Nếu thợ lặn không nổi lên mặt nước qua các khoảng thời gian yêu cầu của sự giảm áp, thì do sự thay đổi nhanh chóng của áp suất bên ngoài, trong máu và trong các mô sẽ hình thành các bọt khí cản trở tuần hoàn máu và dẫn tới đau, tê liệt ngất đi và có thể chết.
10. Choáng ni tơ là gì?
Choáng nitơ thường xảy ra khi thở không khí ở độ sâu hơn 90 mét. Tại những độ sâu ấy không khí chịu một áp suất lớn, quá trình suy nghĩ của thợ lặn bị gián đoạn có lẽ là do áp suất riêng của nitơ cao. Khi tăng độ sâu, nghĩa là tăng áp suất, có thể xảy ra ngất và thậm chí chết người. Để tránh choáng nitơ ở các độ sâu lớn, cần thở hỗn hợp heli – oxi chứ không cần phải không khí.
11. Thế nào là sự tắc mạch máu do không khí?
Sự tắc mạch máu do không khí là hiện tượng mạch máu bị tịt do các bọt khí. Nó được giải thích là do áp suất ở trong phổi khi nổi lên mặt nước và nhờ đó mà không khí thấm từ phổi vào hệ tuần hoàn của máu. Sự tắc mạch máu có thể xảy ra nếu thợ lặn nín thở trong quá trình ngoi lên mặt nước. Trong những trường hợp đặc biệt, phổi có thể vỡ và dẫn đến chết đột ngột.
12. Còn những khó khăn nào khác xảy ra trong khi lặn?
Đó là hiện tượng tính độc oxy, sự tích tụ khí cacbonic trong phổi, những hạn chế về khả năng làm việc có liên quan đến sự tăng mật độ hỗn hợp thở và sự cóng lạnh trong nước lạnh cũng là một vấn đề nghiêm trọng.
13. Con người dùng thiết bị để thở từ bao giờ?
Năm 1942, Jacques Yves Cousteau và Emile Gagnan đã sáng chế ra bộ phận điều hòa cho phép duy trì áp suất không khí trong phổi thợ lặn ngang với áp suất bên ngoài. Tháng 6 năm 1943 thiết bị để thở dưới nước của họ đã thử nghiệm thành công bên bờ Địa Trung Hải của nước Pháp.
14. Vì sao thợ lặn không thở bằng oxi nguyên chất?
Dưới áp suất cao, oxy có tác hại đối với hệ thần kinh của con người. Những triệu chứng ngộ độc này là co rút chân tay, chóng mặt, buồn nôn và tiếp đến chứng co giật dẫn đến chết.
15. Vì sao trong hỗn hợp khí thở lại dùng heli?
Ngay ở áp suất tương ứng với độ sâu 30 mét, không khí đã trở nên đậm đặc đến mức chính quá trình thở làm cho thợ lặn phải tốn rất nhiều sức. Ở các độ sâu trên 90 mét, quá trình thở thu hút tất cả sức con người đến nỗi hoạt động khác có ích cũng không thể thực hiện được. Để làm cho hỗn hợp thở bớt đậm đặc người ta thay thế nitơ bằng heli.
16. Khi sử dụng heli có những khó khăn gì xảy ra?
Heli làm thay đổi giọng nói của con người đến mức hầu như không thể hiểu được qua liên lạc bằng điện thoại. Vấn đề càng xuống sâu càng tồi hơn vì heli nhẹ hơn không khí, nó là chất cách nhiệt kém nên gây ra sự mất nhiệt nhanh của cơ thể thợ lặn khi làm việc trong nước lạnh.
17. Con người có thể tập thở bằng nước được không?
Những người chết đuối vì thiếu oxi. Nếu như trong nước có chứa một lượng oxi đủ lớn thì phổi của người sẽ hấp thụ được oxy, giống như cá thở bằng mang vậy. Ở mặt biển lượng oxy trong nước không đủ để đảm bảo sự sống cho các loại động vật có vú nhưng ở áp suất 8 atm trong nước có thể hòa tan một lượng oxy đủ đảm bảo sự sống. Điều đó đã được thử nghiệm cho nhiều động vật trong buồng khí áp. Để con người có thể thở được dưới nước cần phải tìm một phương pháp làm nước bão hòa oxy dưới một áp suất xác định, bởi vì không ở đâu trong đại dương có nồng độ oxy cần thiết cho con người.
18. “Nghĩa địa” Đại Tây Dương ở đâu?
Tên gọi này được Alaxander Hamilton đặt cho mũi Hatteras, khi ông đi biển vào vùng đó lúc còn trẻ. Sau đó, khi đã làm thư ký của Ngân hàng Quốc gia (Mỹ), ông đã cho xây cột hải đăng trên mũi Hatteras đều thông với biển từ tất cả các hướng và gió bão cực mạnh thường tràn tới bất ngờ, những con gió ác liệt đó thường ném luôn cả những con tàu lên bãi biển hoặc bãi cát ngầm. Những bãi cát ngầm khổng lồ ở khu vực Hatteras kéo dài 12 hải lý, một số chỗ chúng có thể lộ trên mặt nước. Những cồn cát ngầm trên bãi cát Diamond shoals luôn bị dời chỗ. Ở đây, nhánh phía nam của dòng chảy Labradorgặp dòng Gufl steam. Dòng chảy ở dải cát ngầm Diamond thỉnh thoảng đạt tốc độ lớn hoặc thay đổi hướng thậm chí có lúc lại triệt tiêu hoàn toàn. Khi gió bắc và đông bắc phát sinh loại sóng cắt chéo nhau thì nguy hiểm cũng tăng lên rất nhiều.
19. Còn khu vực nào trên đại dương được gọi tên như vậy?
Cạnh đảo Sable, trên một dải cát hẹp liên tục di chuyển bên bờ biển Nova Scotia từ năm 1800 đến nay đã làm đắm gần 500 chiếc tàu. Khu vực quần đảo Bahamas và các khu vực khác cũng được gọi tên là “nghĩa đại Đại Tây Dương” và “nghĩa đại các tàu biển”.
20. Có bao nhiêu tàu biển bị đắm?
Trải qua các thời kỳ lịch sử cho đến nay có gần 1.000.000 chiếc tàu bị đắm. Ngay cả trong thời bình, hàng năm cũng bị đắm hàng trăm chiếc. Con người cũng chỉ trục vớt lên được một số tàu bị đắm ở vùng những nông gần bờ mà thôi. Còn những tàu bị chìm ở vùng nước sâu thì không thể kéo lên được, kể cả bằng những phương tiện hiện đại.
