一个人在海底待一个月会发生什么?

法比安·库斯托(Fabien Cousteau)和他的团队正着手打破在海底栖息地居住的世界纪录。

6月1日,雅克·库斯托(Jacques Cousteau)的孙子法比安·库斯托(Fabien Cousteau)潜入世界上海底栖息地研究实验室——位于佛罗里达礁岛群的“水瓶座”(Aquarius),这是目前仅存的最后一个海底研究站。他将在那里居住31天,比他爷爷的团队大约50年前居住在他建造的海底栖息地“Conshelf II”的时间长一天。从那时起,世界各地都曾建造过海底基地,但它们后来都失去了资金支持并停止了运营。“水瓶座”是最后一个。

与库斯托一同参加“31号任务”(Mission 31)的“水下宇航员”(aquanauts)包括摄影师,来自东北大学和麻省理工学院专攻海洋生物学和水下工程的科学家,以及“水瓶座”的工作人员。佛罗里达国际大学(Florida International University)是去年美国国家海洋和大气管理局(NOAA)削减资金后,负责拯救并运营“水瓶座”的学校,当然也会派遣他们自己的科学家一同前往。他们都将体验在加压饱和潜水环境下,在水下生活一个多月所带来的独特挑战。

饱和潜水是一种允许人体通过长时间停留在深度来逐渐吸收惰性气体的潜水方式。这些气体对普通水肺潜水员来说是危险的,当他们返回水面时,气体会在体内膨胀,就像摇晃过的苏打水瓶里的气泡一样,导致疼痛、瘫痪,有时甚至死亡。由于团队在基地内、水下休息,从不浮出水面,潜水员可以自由地体验住在“水瓶座”最有利的部分:每天可以潜水2-8小时(而普通水肺潜水员每天最多只能潜水约一小时),而不会遭受减压病。任务结束时,整个基地会缓慢地恢复到正常压力,以便气体能安全地从潜水员体内排出,这时潜水员就可以自由地浮出水面了。

为了了解人体和大脑在海底栖息地生活时会经历什么,我采访了多位海底生活方面的专家,例如美国海军实验潜水部队的科学主任约翰·克拉克(John Clark),他研究了1500英尺深潜的影响;以及曾在打捞“美利坚号”残骸等任务中工作的海军饱和潜水员马克·蔡斯(Marc Chase)。我还采访了“31号任务”的科学顾问马克·帕特森(Mark Patterson)和布莱恩·赫尔穆斯(Brian Helmuth),他们都曾在“水瓶座”工作过;以及海洋学野外作业经理马克·赫尔斯贝克(Mark Hulsbeck),到任务结束时,他总共将在基地度过200天。

总之,由于关于长时间、相对浅层海底生活的现有研究有限,对于海底生活对人类的影响,存在许多理论,但其中很多都存在争议,只是轶事,甚至连研究者和亲历者也未能充分证明。

皮肤

“有两种潜水员,一种是会在湿式潜水服里小便的,另一种是撒谎的。”

根据马克·赫尔斯贝克(Mark Hulsbeck)的说法,在这些海底探险中发生的最主要的疾病,是有些水下宇航员称之为“蔓延性恶疾”(creeping crud)。这包括从痤疮到皮疹,甚至尿布疹,都是那些在湿式潜水服里小便的潜水员会经历的。(鉴于饱和潜水提供的 extended dive time(延长的潜水时间),在湿式潜水服里小便几乎是无法避免的。马克·赫尔斯贝克告诉我:“有两种潜水员,一种是会在湿式潜水服里小便的,另一种是撒谎的。”)

治疗这些皮肤疾病的最好方法是每次潜水后都淋浴并使用抗菌皂,以及经常用密封有螺栓盖的压力锅运送进基地的新鲜毛巾。换句话说,就是保持良好的卫生习惯。

耳部感染也很常见,但使用醋酸铝制成的消毒液可以快速治疗,防止感染恶化。

有些水下宇航员坚称,高压环境(是海平面正常压力的2.5倍)能够像高压舱一样加快伤口愈合,使伤口可以一夜之间愈合。其他人则认为这不属实;提供氧气疗法的高压舱中的氧气含量远高于“水瓶座”中的大气。

此外,居住在海底基地还有其他副作用,例如因缺乏阳光照射而导致的皮肤苍白和维生素D产量降低。当水下宇航员返回水面时,他们会明显地感觉到风的触感,这可能是他们以前从未意识到自己缺失的东西。

味觉和饥饿感

许多水下宇航员报告说,他们在栖息地中的味觉会减弱。马克·帕特森(Mark Patterson)推测,栖息地中空气密度较高,意味着空气中扩散的食物气味分子(鼻子可以检测到的)每百万分之一的含量会减少。无论实际科学原理是什么,许多水下宇航员都 resorted to putting hot sauce on everything(诉诸于给所有食物都放辣椒酱)。

延长的潜水时间和栖息地内较浓厚的气体都会比正常海平面大气更快地带走潜水员的热量,因此他们的新陈代谢必须更努力地工作以维持体温。结果是人们倾向于大量进食。以前,当栖息地位于圣克鲁斯岛(St. Croix)靠近陆地的地方时,水下宇航员可以吃到新鲜的当地食物,如豆子、米饭和龙虾。基地在遭受飓风袭击圣克鲁斯岛后迁移到佛罗里达礁岛群(Florida Keys)之后,水下宇航员开始依赖军用即食口粮(MREs),而且随着季节的推移,选择越来越少。(布莱恩·赫尔穆斯(Brian Helmuth)说,烤牛肉饼(Salisbury steak)特别不好吃。)如今,在佛罗里达国际大学的管理下,“水瓶座”的水下宇航员食用的是高热量、种类丰富的脱水冷冻干燥露营食品。赫尔斯贝克预计,水下宇航员会在31天结束前吃腻这些食物。

偶尔,水下宇航员会收到特制披萨、汉堡(或赫尔斯贝克妻子做的千层面)的配送,这些食物由支援潜水员用密封容器运送下来,但这样的餐点非常罕见。

睡眠

在栖息地中,由于每天在水中待上数小时的消耗性以及即使在栖息地内也十分繁忙,晚上每个人都睡得很好。一位名叫基普·埃文斯(Kip Evans)的专业摄影师抱怨说,游荡在卧室舷窗附近的银色鱼(叫海鲢)反射着栖息地外部的光线进入宿舍,使得入睡困难。然而,栖息地有大量的白噪声,来自于二氧化碳洗涤器,以及像枪虾和其他在基地周围生活的生物发出的普遍的静电声,这里已经变成了一个人造珊瑚礁。

呼吸和说话

空气密度增大导致水下宇航员刚进入基地时声音会略微变高,但要么是音调适应了,要么是人们的耳朵适应了这种较高音调的谈话。

马克·蔡斯(Marc Chase)告诉我,海军潜水员会非常小心,以免从潜水装备中感染呼吸道疾病,因为生病的人在整个团队被缓慢减压并离开之前,是无法被撤离的。而且在狭窄的空间里,更容易互相传染。他们非常谨慎,不会让任何患有感冒的人进入栖息地,而且从未因感染而需要撤离实验室。

卫生间

水下宇航员使用月池(moonpool)外面的一间小房子,月池是基地与大海相连的开口部分,他们称之为“六角亭”(gazebo)。六角亭里面有一个气泡。要到达那里,水下宇航员必须憋住气,穿着泳衣走过去或游过去。如厕时通常没有隐私,因为鱼类已经学会了当潜水员进入六角亭时,就是喂食时间。在与鱼类发生过多起令人紧张不安的事件后,水瓶座的工作人员安装了一个由压缩空气驱动的气泡幕,以将鱼类挡在外面。

视觉

除了需要适应较低的光照量外,人们没有报告说住在水下会影响他们的视力。

思考

一些水下宇航员报告称会感到氮麻醉(nitrogen narcosis),这是一种在潜水中并不少见的综合征,在某个深度潜水员会感到醉意。有人推测栖息地的深度不足以立即引起这种效应,但当水下宇航员的身体在栖息地中经过24小时后被氮气饱和后,会产生一种愉悦感。马克·赫尔斯贝克(Mark Hulsbeck)认为,这可能根本不是氮麻醉,而仅仅是因为在海底基地住了几天而产生的喜悦感。

心理稳定性

水下宇航员不会接受心理稳定性或对幽闭恐惧症、反社会行为或“密室效应”(cabin fever)的脆弱性筛查。

海军饱和潜水员如果计划执行长期任务,会在前几周就待在一起,以筛查出性格和工作效率方面的不匹配之处。

孤立和无聊

过去,“水瓶座”没有互联网连接,水下宇航员只能通过阅读书籍或保持忙碌来打发无聊。现在,他们可以观看Netflix,并随时随地给亲人打电话。

极限

当被问及水下宇航员是否可以无限期地住在基地里时,马克·赫尔斯贝克(Mark Hulsbeck)表示,目前尚不清楚极限在哪里,但由于空气密度较高,每次呼吸摄入的氧气相对较多,最终会对人体循环系统造成损害,赫尔斯贝克称之为“肺毒性”(pulmonary toxicity)。选择基地相对较浅的深度是为了使像这次这样的长期饱和任务成为可能,但任务很少会像这次一样接近极限,因为大多数任务只有7-10天。

 

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