На морозе кожа рук прилипает к поверхности металла, поскольку при соприкосновении с ним моментально замерзает покрывающая кожу тонкая пленка влаги. При попытке отлепить ладонь слой кожи может остаться на металле. Отец моей школьной подруги был врачом в антарктической экспедиции, и я очень хорошо помню тот день, когда мы нашли у них на чердаке его заметки. Там говорилось, что, если вдруг вы «приклеились» на морозе к металлу, необходимо помочиться на примерзший участок, теплая моча растопит ледяную пленку и можно будет без ущерба освободить руку. Понятно, что в состав экспедиции, как и всех предыдущих, входили исключительно мужчины, поскольку у женщины следование этим рекомендациям вызвало бы очевидные затруднения.
Вода поглощает тепло нашего тела еще быстрее, чем воздух, поэтому сроки выживаемости в воде гораздо ниже, чем на воздухе при той же температуре. Поскольку холодные антарктические моря замерзают лишь при –2° С (из-за высокой солености), погружение незащищенной руки в воду тоже может привести к обморожению. У рыбы, обитающей в антарктических широтах, имеется в крови вещество, которое служит естественным антифризом, препятствуя образованию кристаллов льда.
Даже умеренный холод оказывает воздействие на организм. Он ослабляет нервные импульсы, уменьшая чувствительность и нарушая моторику. Именно поэтому так нелегко застегивать пальто на морозе – замедляются нервные сигналы от мозга к пальцам. Замерзшие мышцы тоже работают медленнее, поэтому пальцы не слушаются, делаясь неуклюжими и жесткими. Моторика начинает ухудшаться при –12° С, тактильная чувствительность – при –8° С. Кроме того, низкая температура снижает чувствительность нервов, проводящих болевые сигналы, поэтому для облегчения боли при растяжении или ожоге мы прикладываем лед.
Анестезирующие свойства холода использовались французскими солдатами при отступлении из Москвы зимой 1812 г., когда лошадей превращали в «живые консервы». Убивать их на мясо по такому морозу было сложно, поскольку у людей немели руки, да и лошадиные туши просто окаменели бы на холоде. Поступали, по свидетельству старшего сержанта Второго кирасирского полка Огюста Тирьона, так:
«Мы отрезали кусок от крупа еще стоящей на ногах и передвигающейся лошади, и эти канальи не подавали ни малейших признаков боли, демонстрируя онемение и потерю чувствительности, вызванную лютым морозом. При любых других условиях подобная операция вызвала бы кровотечение и смерть, но не при –28 ° С. Место отреза тут же замерзало, не давая лошади истечь кровью. Мы видели не одну лошадь, шедшую несколько дней с обрезанным по обе стороны крупом».
У людей встречается редкое наследственное заболевание под названием «врожденная парамиотония», делающее мышцы особенно чувствительными к холоду и вызывающее паралич при низкой темперетуре. Недуг дает о себе знать неожиданно, когда человек не может оторвать руки от велосипедного руля или черенка снегоуборочной лопаты, или чувствует слабость и одеревенение после игры в футбол на улице. У других вдруг немеет язык и становится нечленораздельной речь от мороженого или холодных напитков. Врожденная парамиотония вызывается мутацией одного гена, который кодирует белок, служащий «натриевым каналом» – проводником электрических сигналов по мышечным волокнам. Эти сигналы необходимы для того, чтобы вызвать сокращение мышц, и их отсутствие приводит к временному параличу. Заболевание это не смертельное (если только не затрагивает дыхательные мышцы), но крайне неприятное.
Большинству людей знаком еще один аспект воздействия холода – он увеличивает выработку мочи. Происходит это потому, что объем производимой мочи связан с объемом циркулирующих в организме жидкостей, и любое увеличение этого объема улавливается барорецепторами и стимулирует производство мочи. Когда поверхностные кровеносные сосуды сужаются под воздействием холода, объем кровеносной системы сокращается и кровяное давление растет. Кроме того, при крайне низких температурах снижается способность почек производить концентрированную мочу. Обезвоживание, вызванное большой потерей жидкости, – проблема для тех, кто долгое время вынужден работать на холоде, например, для альпинистов.
Холод вызывает немало бытовых проблем. При –55°С не могут летать самолеты: замерзает топливо и радиаторы, и их приходится отогревать, прежде чем заводить двигатель машины; батареи не держат заряд. На большей части территории Канады машины, оставленные в ветреный день на улице, приходится подключать к источнику электричества, чтобы водитель мог после работы доехать до дома. Ограниченные возможности современного транспорта при сильном морозе наглядно продемонстрировала зима 1998 г., когда во многих сибирских деревнях, куда можно добраться только в течение короткого лета, обнаружилась нехватка продовольствия и топлива. Даже при современных технологиях путь к ним зимой оказался отрезан, и они продолжали страдать от голода и холода. На сильном морозе рвутся синтетические ткани, поэтому приходится носить мех. Металлические провода линий электропередач натягиваются и рвутся под весом сосулек, оставляя людей без электричества. Без спиртового термометра даже уличную температуру толком померить не удается, поскольку ртуть замерзает уже при –39° С. Но есть и плюсы. Например, молоко можно продавать удобными замороженными брикетами, а запасы еды хранить просто на балконе, без всяких холодильников.
Сопротивление холоду
Попробуйте снежным зимним днем выйти на улицу в шортах и футболке – от холода у вас сразу перехватит дыхание. Кожа побелеет, голые руки и ноги покроются мурашками, начнется дрожь. Так организм реагирует на холод, снижая теплоотдачу и увеличивая теплопродукцию.
Тепло передается от более теплых предметов к более холодным, поэтому любое животное, чья температура выше температуры окружающей среды (а значит, и человек), будет постоянно терять тепло. Как более подробно объяснялось в главе 3, объем теплоотдачи определяется количеством теплой крови, приливающей к поверхности кожи: чем сильнее кровоток, тем больше теплоотдача. Таким образом, для сохранения тепла необходимо сократить приток крови к коже. Однако перекрывать его без пагубных последствий можно лишь на ограниченное время, поскольку в противном случае ткани лишатся кислорода и питательных веществ.
Когда понижается температура воздуха, кровеносные сосуды сужаются, не подпуская кровь к поверхности, поэтому кожа белеет, но тепло сберегается. При этом, как ни парадоксально, когда температура падает ниже 10° С, поверхностные сосуды, наоборот, расширяются, а если она остается холодной, то расширение сосудов чередуется с сужением. Эти колебания не дают коже пострадать от сильного мороза и обеспечивают достаточный, хоть и непостоянный доступ кислорода. Именно этим явлением объясняется покраснение носа и рук на холоде, особенно заметное у тех, кто много работает в холодных местах на открытом воздухе, например у рыбаков. Вы легко можете проверить этот феномен на себе, опустив руку в холодную воду. Сперва кровеносные сосуды сожмутся под воздействием холода и кожа побелеет. Потом руке станет больно, и боль будет усиливаться. Это, скорее всего, результат скопления токсических метаболитов (продуктов обмена веществ) из-за недостаточного притока крови. Однако где-то через пять – десять минут кожа покраснеет и боль утихнет – сосуды снова расширятся.
