Текст книги "Человек в экстремальных условиях природной среды"

Автор книги: Виталий Волович

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 23 страниц)

Глава 4. Пустыня

КРАТКАЯ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ ПУСТЫНЬ

Пустынями называют крайне засушливые области Земного шара, бедные водой и растительностью. По данным ЮНЕСКО, пустыни составляют 23% площади всех континентов (Stamp, 1966). Советские географы относят к жарким пустыням и полупустыням 22% суши, т. е. около 31,4 млн. кв. км (Петров, 1973).

В Африке пустыням принадлежит почти вся северная часть материка, от 12-15° с.ш. до берегов Средиземного моря. Крупнейшая пустыня Южной Африки Намиб протянулась от побережья Атлантического океана на юго-восток по долине реки Оранжевой. В центральной части материка лежит каменистая полупустыня Калахари.

В Азии пустыни почти полностью охватывают территорию Аравийского п-ова (кроме горных районов), переходя далеко на восток в Иран, Белуджистан, Афганистан и индийскую пустыню Тар.

В Советском Союзе пустыни с полупустынями образуют широкий пояс между 36 и 46° (местами до 50°) с.ш. и между 48 и 82° в.д., охватывая огромную территорию, около 300 млн. га, от Апшеронского п-ова и левобережья дельты Волги до восточных границ Кызылкума, Мойынкума, песков Сарыесик-Атырау (Бабаев, Фрейкин, 1977).

В Северной Америке зона пустынь тянется вдоль Калифорнийского залива, простираясь от Нижней Калифорнии в область Нижнего Колорадо и в бассейн Большого Соленого озера. В центральных областях Мексики пустыни расположены между 20 и 30° с.ш.

В Австралии пустыни охватывают более половины материка сплошными песчаными массивами (рис. 72).

Рис. 72. Зона пустыни

Размеры пустынь весьма различны. Так, например, Сахара занимает 7-8 млн. кв. км, почти 25% всей площади Африканского континента (Андрианов, 1960); Каракумы – около 350 тыс. кв. км (Бабаев и др., 1969); Кызылкум – примерно 540 тыс. кв. км (Федорович, 1950). А пустыня Атакама, вытянувшаяся вдоль побережья Южной Америки, образовала тысячекилометровую полосу, ширина которой не превышает 80 км (Престон, 1948).

Климат пустынь характеризуется высокими температурами воздуха. Средняя температура в тени в летнее время превышает 25°, нередко достигая 50° (Бернар, 1949, и др.). Максимальная температура (+58°) была зарегистрирована в Эз-Завии (в Ливии). Чрезвычайно велика интенсивность прямой солнечной радиации, что связано с большой прозрачностью воздуха и малой облачностью. Годовая суммарная радиация в Северной Африке составляет 200-220 ккал/кв. см (в средней полосе, под Ленинградом, – 80 ккал/кв. см) (Алисов, 1947, и др.).

Под солнечными лучами почва нагревается до 70-80°. Металлические предметы настолько раскаляются, что прикосновение к ним может вызвать ожог.

В пустынях тропического пояса (Сахара. Атакама) нет четко выраженной смены времен года, но все же зимний период более благоприятен для существования человека. В октябре-марте в северном полушарии и в апреле-сентябре – в южном средняя температура не поднимается выше 10-12°. Минимальная ночная температура редко опускается до 0°, однако в декабре-феврале на возвышенных местах нередки заморозки с понижением температуры до минус 14°. Днем с восходом солнца температура быстро повышается, достигая 25-30° (Габриель, 1971).

Важнейшая особенность пустыни – крайняя бедность осадками. В течение года их выпадает не более 100-200 мм. Так, в 1980 г. сумма годовых осадков, выпавших на территории республики Джибути, составила всего 25 мм (Сербин, 1982). А в ряде районов Ливийской, Нубийской пустынь их количество приближается к нулю. Дожди в пустыне – большая редкость. Но порой эти редкие дожди выпадают в виде бурных ливней, сопровождающихся грозой. Вот как описывает английский путешественник А. Бьюкенен такое «наводнение» в Сахаре: «Вид всей местности мгновенно изменился, повсюду возникали бурлящие потоки; сливаясь, они постепенно вырастали до угрожающих размеров. Позади нас, с холмов, доносилось слабое журчание, которое все приближалось, а мы тем временем наблюдали, как бесновалась, все опрокидывая на своем пути, маленькая речушка. Она мчалась, словно приливная волна, к песчаному побережью, однако, докатившись до него, не разбилась, а под давлением напиравшей сзади воды пронеслась мимо нашего лагеря к югу, оставив после себя наполненное водой речное русло... Мы смотрели на затопленную местность и вспоминали, что еще несколько часов назад мы безуспешно искали здесь питьевую воду» (Buchanan, 1926).

Воздух пустынь крайне сух, и это одна из важнейших их особенностей. Относительная влажность воздуха в дневное время колеблется в пределах от 5-20%, повышаясь ночью до 20-60%. Более благоприятны климатические условия пустынь, расположенных в прибрежной зоне Атлантического океана, Персидского залива, где климат несколько смягчается их влиянием. Здесь наблюдается более высокая влажность воздуха (до 80-90%), размахи суточной температуры меньше, периодически выпадают росы, туманы (Моретт, 1951).

Климат внетропических пустынь (Каракумы, Кызылкум, Гоби) отличается от пустынь тропической зоны прежде всего холодной, иногда даже суровой, бесснежной зимой. В Гоби, например, она длится около 6 месяцев без оттепелей, с морозами до минус 40° (Пржевальский, 1948, и др.).

Климатические условия летнего периода такие же, как и в пустынях тропического пояса. Абсолютные максимумы дневной температуры воздуха в тени доходят до плюс 50°. Осадки крайне скудны. Например, в Кызылкуме их годовое количество всего 5 мм.

Климатическая характеристика пустынь была бы неполной, если не упомянуть о ветре, который называют великим хозяином пустыни. Как гласит арабская пословица, «в Сахаре ветер встает и ложится вместе с солнцем». Не случайно местные жители нарекали пустынные ветры разными именами. Таковы сирокко Сахары, гебли, хамсин Ливийской и Аравийской пустынь, брикфильдер Австралии, афганец Средней Азии и т.д. Но как бы их ни называли, все они жаркие, сухие, пыльные, отличаются известным постоянством направления, длительности, частоты появления. Сирокко, например (он же шехили, ифири), в Африке дует по нескольку раз в месяц с мая по октябрь.

Ветры нередко переходят в пыльную бурю. За один день ветер может унести из Сахары миллион тонн пыли. Если ее погрузить в железнодорожные вагоны, то длина поезда составила бы 400 км (Георг, 1982). Температура воздуха в это время повышается до 48-50°, сопровождаясь резким падением влажности (Пузанов, 1957, и др.).

В обычном представлении людей пустыня – это безбрежный океан песка. Это бесконечные цепи песчаных холмов, то похожих на застывшие желто-коричневые волны, то напоминающих по форме многолучевые звезды, то серповидные, словно лезвие ятагана, барханы, то круглые огхурды. Иногда песчаные наносы лишь слегка приподнимаются над поверхностью, словно морская зыбь, иногда вздымаются на высоту десятков и даже сотен метров.

Песчаные дюны могут располагаться параллельными грядами, разделенными неширокими долинами (грядовые пески), или представляют собой бесчисленные плоские холмы с неровными склонами, получившие наименование бугристых (Обручев, 1948).

А решетчатые дюны, разбросанные во всех направлениях, создают такую путаницу, что даже опытный знаток пустыни может потерять ориентировку и бесцельно плутать в лабиринте песков в течение многих часов (Полькен,1973).

Одной из самых больших песчаных пустынь является знаменитая Такла-Макан, что раскинулась между Памиром, Тянь-Шанем и Тибетом на 1200 км с запада на восток и на 500 км с севера на юг.

Однако большинство пустынь никак нельзя назвать царством песка, так как чистые пески часто занимают не более 10-15% их поверхности (Капо-Рей, 1958). Например, в Аравийской пустыне песок занимает 20-25% площади. «Песчаное море» Сахары составляет лишь 10% ее поверхности, а более 70% – это бескрайние каменистые плоскогорья «хамады», разделенные неглубокими долинами и впадинами (Smith, 1979). Поверхность их усеяна кремниевой щебенкой, прокаленной солнцем. Порой ее покрывает черная блестящая корка, «лак пустыни», или «пустынный загар», – осадок солей железа и марганца, выпавший из грунтовых вод, поднявшихся на поверхность. И среди этих звенящих под ногами путника обломков пробиваются запыленные, чахлые стебельки полыни и мятлика. Центральные ее районы – невысокие, лишенные растительности горы. Время от времени мертвую тишину горных ущелий оглашают резкие, словно выстрелы, звуки. Это трескаются под действием перепада температуры горные породы, засыпая склоны обломками скал, образующими местами зыбкие осыпи.

Другой разновидностью пустынного рельефа является «серир» – песчаная равнина, покрытая мелким щебнем, или ровные бескрайние поверхности из разрушенных горных пород. Человек, оказавшийся в «серире», чувствует себя как бы в центре плоского диска, не имеющего ни единого ориентира.

Для пустынь Средней Азии и Аравийского п-ова весьма характерны так называемые такыры – огромные, протянувшиеся на многие километры безжизненные участки, покрытые гладким как стол твердым глинистым слоем, растрескавшимся на бесчисленные 4-6-гранные плитки. Такыры образуются на месте бывших речных илистых разливов или скоплений весенней дождевой воды. Глинистый слой не пропускает воду, которая вскоре высыхает, и глина вновь затвердевает и растрескивается.

Но чаще всего пустыни представляют сложную, многообразную мозаику каменистых и глинистых плато, всхолмленных песков, бессточных котловин, изолированных горных возвышенностей, солончаков и такыров (Акрамов и др., 1967).

Крупные водные артерии пустынь, такие, как Нил, Нигер в Африке, Сырдарья и Амударья в Средней Азии, берут свое начало далеко от пустынных областей и, пересекая их, оживляют лишь узкую полосу земли вдоль своего русла, не оказывая почти никакого влияния на остальную огромную территорию пустыни.

Гидрографическая сеть пустынь представлена главным образом пересыхающими руслами, в которых вода находится лишь в период дождей, исчезая через несколько дней или недель. Вся вода, образующая более или менее продолжительный водосток, является дождевой. Правда, в горных районах имеется небольшое количество постоянных ручьев, но почти все они быстро теряются в песках или в лучшем случае впадают в закрытый бассейн, представляющий собой высохшее соленое озеро.

Ливни, выпадающие раз в 3-4 года, иногда образуют мощные, разрушительные потоки, прорывающие короткие, но глубокие, с крутыми склонами долины, впоследствии пересыхающие, называемые «вади». Густая сеть вади покрывает 200-250-километровую полосу вдоль всего побережья Красного моря, распространяясь к западу от него, к долине Нила. Богат вади Синайский п-ов. Во время дождя по такой долине прокатывается стена воды, сметающая на пути все живое. Поэтому местные жители при первых признаках грозы спешат взобраться как можно повыше, чтобы в безопасном месте переждать непогоду. Вместе с тем ливни дают жизнь многочисленным маленьким природным колодцам. Они располагаются на небольшой глубине за счет просочившейся в грунт воды (Дубровский, 1962).

Азиатские пустыни пересечены густой сетью «сайров» – сухих русл временных водоисточников. В сайрах после ливней тоже нередко возникают стремительные потоки – «циры» (Морет, 1951; Мурзаев, 1962).

Озера зачастую содержат соленую или горько-соленую воду, непригодную для питья. Основным источником пресной воды в зоне пустынь являются грунтовые и конденсационные воды. Конденсационные воды малой глубины залегания образуются за счет проникновения в толщу песка влаги редких дождей и воды, конденсирующейся из атмосферы во время резкого снижения температуры воздуха в ночное время (Мусли, 1954). Горизонты пресных вод в Сахаре, пустынях Аравии и Ирана расположены на глубине от 3-5 до 20-30 м (Апродов, 1962). В центральноазиатских пустынях средняя глубина залегания не превышает 1,5-4 м. Для получения пресной воды в этих местах отрываются колодцы. Нередко пресная вода образует своего рода линзу, плавающую поверх сильно минерализованной более тяжелой воды. По мере разбора воды вследствие процессов диффузии происходит постепенное ее засоление.

Своеобразную систему водоснабжения представляют фоггары Западной Сахары. Это цепочка колодцев, начинающаяся около водоема или старого речного русла, соединенных между собой туннелями.

В горных районах и предгорьях воду можно отыскать в углублениях и расселинах, где после дождя она сохраняется в течение нескольких недель и даже месяцев.

Большинство караванных дорог, автомобильных путей, тропинок, как правило, идет через водные источники. Расстояния между ними обычно велики, иногда 100 км и более (Кунин, 1952; Мурзаев, 1962, и др.).

Одной из особенностей пустыни и следствием ее климатически» условий является бедность растительного мира. Некоторые районы пустыни, особенно каменистые, щебенистые, глинистые и солончаковые, почти полностью лишены растительности.

Только районы постоянных водоисточников – оазисы – по-настоящему богаты растительностью. Ярко зеленеют перистые кроны финиковых пальм. В густой листве оливковых деревьев звонко щебечут птицы, звенят цикады. Путник после изнурительного перехода по пескам может отдохнуть в прохладной тени апельсиновых рощ. Здесь можно увидеть персики и лимоны, фиги и айву. Но как ничтожно малы эти островки жизни в безбрежном океане пустыни! Из миллионов квадратных километров Сахары на долю оазисов достается лишь 350 кв. км (Полькен, 1973).

При переходе из зоны степей, полупустынь и саванн к пустыне по мере разрежения растительного мира беднеет и фауна. Редко встречаются живые существа на солончаках и такырах. Однако полное их исчезновение следует считать явлением исключительным. Там, где есть хоть какая-нибудь растительность, всегда можно встретить живые существа. Многие из них, избегая губящего воздействия солнечных лучей, ведут ночной образ жизни, забираясь в дневное время в норы. В 30-40 см от поверхности песок более влажен и прохладен, а на глубине 1-1,5 м температура круглый год в любое время суток держится в пределах 10-17° (Рашкевич, 1965).

Животный мир пустынь не отличается разнообразием, хотя отдельные особи бывают довольно многочисленными. И тем не менее биомасса пустынь (количество живой материи на единицу площади) очень мала. Так, для копытных биомасса Сахары равна 0,003-1,9 г/га, в то время как в центральноафриканских и восточноафриканских саваннах она составляет до 235 г/га (Моно, 1971).

В африканских пустынях млекопитающие представлены несколькими видами антилоп, шакалами, гиенами. Характерными представителями копытных для среднеазиатских пустынь являются джейраны, сайги. Из грызунов в пустынях можно встретить тарбоганов, сусликов, тушканчиков, сурков, песчанок. Рептилии представлены многочисленными ящерицами, различными видами змей, из которых немало ядовитых (кобра, гюрза, эфа, песчаная гадюка и др.). В весенний период у водоемов гнездится множество различных птиц. Например, только в Сахаре встречается 74 вида птиц.

Зональные северные пустыни на территории Мангышлака, п-ова Бузачи и Устюрта населяют 273 вида птиц. Правда, подавляющее их большинство составляют пролетные виды и прилетающие на зимовку из более высоких широт (Залетаев, 1976).

Мир насекомых насчитывает более 500 видов жуков, кузнечиков, муравьев, богомолов, представителей двукрылых и перепончатокрылых.

ЧЕЛОВЕК В УСЛОВИЯХ АВТОНОМНОГО СУЩЕСТВОВАНИЯ В ПУСТЫНЕ

Туркменская экспедиция Института агрохимии и почвоведения АН СССР перебиралась на новую базу в Ташкенте. Перевезти экспедиционное имущество поручили шоферу Б. Булатову и технику Б. Гоенко. 24 июля они покинули кишлак, затерянный в песках Каракумов, и взяли курс на восток. Но в назначенный срок, 29 июля, машина в Ташкент не пришла. Лишь на восьмидесятые сутки одна из наземных спасательных групп обнаружила затерянный в песках «газик», а еще спустя несколько дней в 60 км от Саят-Аджи разыскала тела погибших. Из скудных записей в блокноте выяснилось, что уже на вторые сутки путники заблудились. В безуспешных поисках дороги был израсходован весь запас бензина, и тогда, захватив с собой 12-литровую канистру с водой, Булатов и Гоенко отправились искать помощь. Встретив непроходимые пески, они решили вернуться к автомобилю, но обратной дороги не нашли. Прошла неделя, другая. А когда были допиты последние капли воды...

Такой дорогой ценой оплачиваются недостаток опыта и легкомыслие.

Высокая температура воздуха, интенсивная солнечная радиация, сильные ветры, отсутствие водоисточников создают крайне неблагоприятные условия для автономного существования человека в пустыне. Известно, что в пустыне организм человека получает извне огромное количество тепла – более 300 ккал/час (Молнар, 1952). Оно поступает со всех сторон: с потоком солнечных лучей, от пылающего жаром песка и знойного ветра.

Уменьшить поступление экзогенного тепла и теплопродукцию организма, повысить теплоотдачу – вот задача, с которой сталкивается человек, оказавшийся в пустыне. Решить ее можно тремя путями: постройкой солнцезащитного укрытия, ограничением физической деятельности, рациональным использованием имеющихся запасов воды. Поскольку основная часть тепла (до 72%) поступает с солнечным излучением, простейший солнцезащитный тент может уменьшить его приток на 72-114 ккал/час. Кроме того, тент избавляет человека от поступления 100 ккал/час, которые он получал бы за счет проведения тепла от нагревающегося песка (Госселин, 1952).

Укрытие от солнца нетрудно построить, имея в своем распоряжении кусок какой-либо ткани и используя природные особенности местности – ложбины, скалы, впадины, кустарник и т.д. Экипаж самолета, оказавшийся в пустыне, может воспользоваться для этой цели парашютом. Расстелив купол на песке и обрезав стропы у места прикрепления к лямкам, концы их привязывают к кустарнику или травянистым растениям. Последние могут удержать тент даже при сильном ветре благодаря своим корням, уходящим в песок на глубину 10-18 м (Федорович, 1950; Бабаев, 1969).

Если растительность отсутствует, тент можно закрепить с помощью песчаных якорей – мешочков из кусков ткани размером 0,5х0,5 м, заполненных песком. Шесть-восемь таких якорей, привязанных к растяжкам и закопанных на глубину 40-60 см, надежно удерживают тент в ветреную погоду. Для центральной стойки можно использовать спасательную лодку. Ее надувают и, подведя под центр полотнища, ставят набок (рис. 73а). Чтобы сооружение не разрушилось при сильных порывах ветра, лодку, поставив на корму, вкапывают на 1/3 длины в песок. При отсутствии лодки для стойки можно использовать любой подходящий предмет: черенок лопаты, связанные между собой ножи мачете и т.д. Если она все же коротка и тент нависает над головой, пространство под ним углубляют, оставив нетронутым песок лишь вокруг стойки. Укрытие от прямой солнечной радиации можно сделать в виде неглубокой (0,5-0,8 м) траншеи, прикрыв ее сверху тканью и закрепив края камнями (рис. 73б). Тент лучше сделать сдвоенным, чтобы между полотнищами оставалась изолирующая воздушная прослойка.

Рис. 73. Солнцезащитные тенты из парашюта

Режим поведения человека всегда однозначен и направлен на уменьшение теплопродукции организма, ибо каждая лишняя калория тепла требует до своего удаления расхода воды, а следовательно, будет способствовать дегидратации. Вот почему любая физическая деятельность в жаркое время суток должна ограничиваться до минимума. Все работы по благоустройству лагеря, поиск воды и пищи выполняются только ночью, в прохладные утренние или вечерние часы.

Снять с себя всю одежду – первое желание человека, когда ему становится жарко. Но в пустыне этого делать не следует. Одежда не только защищает кожные покровы от прямого воздействия солнечных лучей, но и в значительной мере препятствует высушивающему и перегревающему действию горячего воздуха.

При температуре выше 40° ветер не только не охлаждает организм, но и увеличивает конвективное поступление тепла. И хотя обнаженный человек чувствует себя субъективно как будто лучше, более комфортно, чем одетый, поскольку испарение пота усиливается, процесс обезвоживания при этом значительно ускоряется (Госселин, 1952; Banky, 1971, и др.).

Когда обнаженных испытуемых посадили в тепловую камеру и, нагрев воздух до температуры 35-52°, включили вентилятор, обдувавший их со скоростью ветра 2,5 м/сек, то за час каждый из участников эксперимента потерял в среднем по 515 г жидкости. Но как только испытуемые облачились в бурнусы, традиционную одежду жителей пустынь, потери воды снизились до 340 г (Versuche iiber Schutzkleidung, 1941). Но вместе с тем одежда должна хорошо вентилироваться. Чтобы тепло не скапливалось в пододежном пространстве, расстегиваются ворот и манжеты, распускается поясной ремень.

ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ И ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

У человека и высокоразвитых млекопитающих животных температура тела поддерживается на постоянном уровне благодаря деятельности механизмов терморегуляции, что обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма. Повышение температуры тела ведет к существенным сдвигам метаболизма и функционального состояния органов и систем. При повышении температуры всего на 2° уже отмечаются существенные нарушения функций сердечно-сосудистой системы и заметное снижение работоспособности (Еремин и др., 1966). Повышение же ее на 4-5° и более несовместимо с жизнедеятельностью организма.

Несомненный интерес представляет зависимость температуры тела от изменений температуры окружающей среды. В экспериментах, проводившихся нами в 1967-1982 гг. в утренние относительно прохладные часы (температура воздуха 18-23°), температура тела у испытуемых удерживалась в пределах 36,0-36,2°. В дневные часы наблюдалось повышение ее на 1,5-2° с максимумом, совпадающим с «пиком» температуры воздуха в 14-15 часов. Затем она постепенно начинала снижаться, возвращаясь к исходной утренней. Наиболее значительные ее цифры были зарегистрированы в дни, когда температура воздуха в тени достигала 44-48° (рис. 74).

Рис. 74. Динамика радиационной температуры (А), температуры воздуха в тени (Б) и температуры тела под языком (В) во время экспериментов в пустыне

У некоторых испытуемых температура тела под языком поднималась до 39,0-39,3°. Одновременно увеличивалась частота пульса, превысив 100 ударов в минуту. На ЭКГ отмечались изменения, характеризующие появление обменных нарушений в миокарде. Объективные изменения показателей физиологических функций сопровождались резким ухудшением самочувствия испытуемых: отмечались спутанность сознания, общая слабость, одышка, головокружение, неприятные ощущения в области сердца. В совокупности эти симптомы характеризовались нами как предвестники развития теплового удара и служили сигналом к прекращению экспериментов. Результаты исследований показали, что нарушение процессов теплообмена при автономном существовании в пустыне в условиях воздействия высоких внешних температур (45-49° в тени) может привести к развитию явлений теплового удара даже у лиц, устойчивых к воздействию высокой температуры на фоне незначительного общего обезвоживания (при потере массы тела не более 4-5% от исходной величины).

Критерием переносимости тепловой нагрузки обычно служит температура тела. Предельно допустимая температура тела (под языком) у испытуемых в экспериментах, проводившихся нами в пустыне, составляла 38,9°. Следует учесть, что в условиях значительного перегревания на фоне стабилизации температуры тела на высоком уровне (38,5-39,0°) резкое ухудшение самочувствия и дальнейшее увеличение температуры тела могут наступить внезапно, при этом они быстро прогрессируют. Вероятно, для более полной оценки теплового состояния помимо фиксированной величины температуры тела следует учитывать и временные показатели гипертермии.

По данным отечественных и зарубежных авторов, критической температурой для организма человека, подвергшегося тепловому воздействию, можно считать 38,4-38,9° (Смирнов, 1961; Афанасьева и др., 1970; Bell et al., 1965) и даже 39,2-39,4° (Windham et al., 1965; Ажаев, 1979, и др.).

Характеризовать уровень гипертермии может и величина избытка теплосодержания в организме, отнесенная к поверхности тела человека. Предельно допустимая величина теплонакопления в организме испытуемых во время экспериментов в пустыне составляла 70-75 ккал/кв. м. При дальнейшем увеличении теплосодержания мы наблюдали появление предвестников теплового удара. По данным некоторых зарубежных исследователей, предельно переносимый уровень накопления избыточного тепла колеблется в пределах 65-85 ккал/кв. м (Hall, Polte, 1960) и даже 89-100 ккал/кв. м (Webb, 1961; Kaufman, 1963).

К аналогичным выводам пришли Кричагин (1966), А.Н. Ажаев (1979), А.А. Дородницына, Е.Я. Шепелев (1961), проводившие исследования в термокамере при температуре окружающей среды 45-75°. С.М. Городинский с сотрудниками установил, что предельно допустимое накопление тепла в покое составляет 89 ± 9 ккал/кв. м, при физической работе средней тяжести – 84 ± 9 ккал/кв. м, а при тяжелой – 113 ± 6 ккал/кв. м (Городинский и др., 1968).

Столь значительное различие в определении критических цифр теплонакопления различными авторами связано, видимо, с тем, что переносимость тепловой нагрузки не только носит индивидуальный характер, но и может колебаться у одного и того же человека в зависимости от состояния здоровья, нарушений режима труда и отдыха, физической нагрузки и т. д. Так, например, прием небольшой дозы алкоголя накануне эксперимента почти в 2 раза снижал устойчивость испытуемого к теплу (Дородницына, Шепелев, 1961).

Совершенно очевидно, что все излишнее тепло, грозящее нарушить температурный гомеостаз, требует немедленного удаления. В обычных условиях этот процесс идет несколькими путями: 28% тепла – конвекционным, 37% – лучеиспусканием, 11% – испарением воды через легкие, 2% – теплопроводностью, 4% – при нагревании принимаемой пищи и вдыхаемого воздуха, 4% – с выдыхаемым воздухом и 14% – испарением воды через кожу (перспирацией). Однако с повышением температуры воздуха роль потоотделения в теплорегуляции значительно возрастает (Коллинс, Вайнер, 1965). Если при температуре воздуха 15,5° из общего количества потерянной жидкости (1,40 л/сутки) испарением организм теряет 0,94 л, то при 32,2° из 2,994 л на долю пота приходится 2,444 л (Winslow et al., 1937). При температуре воздуха 33° поддержание теплового баланса осуществляется фактически лишь испарением пота, поскольку другие пути оказываются закрытыми (Ротштейн, Таубин, 1952; Гец, 1963). Таким образом, в условиях пустыни только он, спасительный пот, может избавить организм от перегрева, унося с каждым испарившимся граммом 585 калорий тепла.

Потери воды с потом при температуре внешней среды 37,8° достигают 300 г/час и с дальнейшим повышением температуры на каждые полградуса увеличиваются на 20 г/час (Госселин, 1952; Арнольда, 1962). При тяжелой физической нагрузке общие потери жидкости за сутки могут превысить 10-12 л (Кассирский, 1935).

Правда, по мере уменьшения запасов жидкости в организме потоотделение несколько замедляется, т. е. существует определенная зависимость между уровнем потоотделения и степенью дегидратации (Ladell, 1945, и др.). Так, по данным С. Робинзона, потоотделение снижается на 15-20% уже при дегидратации 3-4% (Robinson, 1963).

Наблюдая за динамикой потоотделения у испытуемых – участников исследований в пустыне, мы также отмечали некоторое его снижение от первого к третьему дню эксперимента (рис. 75), что, по-видимому, свидетельствовало о торможении функции потовых желез, вызванном развивающимся обезвоживанием.

Рис. 75. Среднечасовое потоотделение (г/час) в разные сутки эксперимента

Изучение структуры водопотерь показало, что при потере массы тела до 4,0-4,5% обезвоживание происходит за счет внесосудистой экстрацеллюлярной жидкости, при дефиците от 4,5 до 6,0% объем циркулирующей плазмы (ОЦП) уменьшается на 15-20%. В дальнейшем при потере массы тела до 8-10% уменьшение ОЦП и внеклеточной жидкости хотя в целом и не прогрессировало, но происходило уменьшение внутриклеточной воды (рис. 76).

Рис. 76. Объем водных пространств организма до (А) и после (В) эксперимента в термокамере. 1 —Общая вода тела, 2 – внеклеточная жидкость (бромное пространство), 3 – внутриклеточная вода

На рис. 77 представлена динамика показателя гематокрита у испытуемых во время экспериментов в термокамере, где моделировались условия автономного существования в пустыне, и в контрольных экспериментах при отсутствии тепловой нагрузки, но на режиме ограниченного питания и водопотребления, аналогичном термокамерным исследованиям.

Рис. 77. Динамика показателя гематокрита у испытуемых в термокамере (1) и во время контрольных экспериментов (2)

Данные показывают, что сгущение крови при тепловой нагрузке наступало при более значительном обезвоживании по сравнению с контрольными исследованиями.

Во время трехсуточных экспериментов в пустыне у испытуемых было отмечено повышение вязкости крови на 25-30% (рис. 78А), увеличение содержания гемоглобина на 10-15% (рис. 78Б) и количества эритроцитов на 500 тыс. куб. мм и более, что свидетельствовало о некотором сгущении крови, вызванном обезвоживанием организма[10]10
  Исследования проводились с участием В.Н. Ускова, С.А. Бугрова, Н.А. Крученка, В.Б. Зубавина, А.3. Мнациканьяиа, И.П. Бобровницкого.


[Закрыть].

Рис. 78. Изменение некоторых показателей крови в трехсуточном эксперименте (А – вязкость крови, Б – содержание гемоглобина в крови); 1 – до эксперимента, 2 – после эксперимента

Для компенсации водопотерь, вызванных усиленным потоотделением, возникает необходимость в увеличении суточной нормы воды. При этом водопотребление возрастает тем больше, чем менее адаптирован человек к условиям высоких температур. А.Ю. Юнусов, изучая водопотребление у различных групп людей – жителей Средней Азии (I группа), прибывших в район с жарким климатом из средней полосы (II группа) и с Крайнего Севера (III группа) установил, что водопотребление I группы составляло в сутки 2550 ± 112,7 мл; лица, входившие во II группу, выпивали за сутки 3870 ± 54,3 мл. Среднесуточное водопотребление в III группе было наибольшим – 4670 ± 294 мл (Юнусов и др., 1975). В наших исследованиях испытуемые в течение недельного подготовительного периода после прибытия в район пустыни выпивали в среднем 4250 ± 265,0 мл жидкости в сутки. При этом у всех отмечалось хорошее самочувствие, а температура тела удерживалась на обычном уровне (36,4-36,6°). Однако в условиях автономного существования в пустыне при ограничении водопотребления до 1-1,5 л в сутки организм, чтобы удалить избыточное тепло, вынужден расходовать на производство пота свои внутренние запасы жидкости.