Vísindin segja okkur að mannslíkaminn geti aðeins lifað af í nokkrar mínútur án súrefnis. En sumir mótmæla þessum viðtekna sannleika.

Eftirfarandi saga er í safni BBC Future „Best of 2019“.

Það heyrðist hræðilegt krassandi hljóð þegar þykki kapallinn sem tengir Chris Lemons við skipið fyrir ofan klikkaði. Þessi mikilvægi naflastrengur, sem leiddi til heimsins að ofan, færði honum kraft, samskipti, hita og loft í köfunarbúninginn hans 100 metra (328 fet) undir sjávarmáli.

Á meðan samstarfsmenn hans muna eftir þessum hræðilega hávaða af hrunandi tengslum við lífið,  Lemons heyrðu ekkert. Það rakst á málm neðansjávarvirkið sem hann var að vinna við á því augnabliki og kastaðist niður í átt að hafsbotni. Tenging hans við skipið fyrir ofan hann var horfin ásamt öllum vonum um að hann gæti snúið aftur til þess. Það sem skiptir sköpum var að hann hafði líka misst loftforða og var aðeins eftir með sex eða sjö mínútur af neyðarsúrefni. Á næstu 30 mínútum á botni Norðursjávar, upplifðu Lemons eitthvað sem fáir hafa upplifað: hann varð loftlaus.

„Ég er ekki viss um að ég hafi haft fulla stjórn á ástandinu,“ rifjar Lemons upp. „Ég datt á bakið á hafsbotninn og var umkringdur alls staðar myrkri.“ Ég vissi að ég var með mjög lítið gas á bakinu og líkurnar á að komast út voru litlar. Eins konar uppgjöf kom yfir mig. Ég man að ég var yfirbugaður af sorg.'

Þegar slysið varð hafði Chris Lemons stundað köfun í um eitt og hálft ár

Lemons var hluti af mettunarköfunarteymi sem var að gera við brunnspípu á Huntington olíuvellinum, um 127 mílur (204 km) austur af Aberdeen á austurströnd Skotlands. Til að gera þetta verða kafararnir að eyða mánuð af lífi sínu, þar á meðal að sofa og borða, í þar til gerðum hólfum um borð í köfunarbátnum, aðskilin frá restinni af áhöfninni með málmi og gleri. Í þessum 6 metra löngum rörum aðlagast þrír kafarar þrýstingnum sem þeir verða fyrir neðansjávar.

Það er óvenjuleg einangrun. Kafararnir þrír geta séð og talað við samstarfsmenn sína fyrir utan herbergið en eru að öðru leyti skornir frá þeim. Meðlimir hvers liðs eru algjörlega háðir hver öðrum - þjöppunarþrýstingurinn áður en farið er frá háþrýstingshólfinu tekur sex daga, auk þess sem möguleg hjálp er til staðar að utan.

Einskonar uppgjöf kom yfir mig, ég man að ég var orðinn yfirþyrmandi af sorg - Chris Lemons

„Þetta er mjög skrítið ástand,“ segir Lemons, 39 ára. „Þú býrð á skipi sem er umkringt fullt af fólki, sem aðeins málmlag skilur þig að, en þú ert algjörlega einangraður frá þeim. Á vissan hátt er fljótlegra að koma aftur frá tunglinu en af ​​djúpum hafsins.'

Þjöppunarþrýstingur er nauðsynlegur, þegar hann andar neðansjávar fyllast líkami og vefir kafarans fljótt af uppleystu köfnunarefni. Þegar köfnunarefnið kemur upp úr dýpi fer köfnunarefnið aftur í loftkennt ástand vegna lægri þrýstings og loftbólur þess, sem líkaminn getur ekki tekið í sig, geta myndast í vefjum við hraða brottför úr dýpi. Ef þetta gerist of hratt getur það valdið sársaukafullum vef- og taugaskemmdum og jafnvel leitt til dauða ef loftbólur myndast í heilanum. Þetta ástand er þekkt sem "caisson sjúkdómur".

Kafarar sem dvelja langdvölum í djúpu vatni verða síðan að þjappast niður í nokkra daga í háþrýstingsklefa

Hins vegar er starf þessara kafara enn mjög áhættusamt. Fyrir Lemons var það versta langi aðskilnaðurinn frá unnustu sinni Morag Martin og sameiginlegu heimili þeirra á vesturströnd Skotlands. Þann 18. september 2012 byrjaði þetta frekar eðlilegt fyrir Chris Lemons og tvo samstarfsmenn hans Dave Youasa og Duncan Allcock. Þeir þrír klifruðu upp í köfunarbjöllu sem hafði verið lækkað úr Bibby Topaz niður á hafsbotn til að vinna að viðgerð.

„Að mörgu leyti var þetta bara venjulegur dagur í vinnunni,“ segir Lemons. Sjálfur var hann ekki eins reyndur og tveir samstarfsmenn hans, en hann var búinn að kafa í átta ár. Hann helgaði sig mettunarköfun í eitt og hálft ár og tók þátt í níu djúpköfum. „Sjórinn var dálítið úfinn á yfirborðinu en það var frekar rólegt undir vatninu.“

Chris Lemons eyddi 30 mínútum á hafsbotninum eftir að strengurinn sem tengdi hann við skipið fyrir ofan brotnaði í kröppum sjó

Hins vegar hrundi sjórinn af stað atburðarás sem næstum kostaði Lemons lífið. Venjulega nota köfunarbátar tölvustýrð leiðsögu- og knúningskerfi – þekkt sem kraftmikil staðsetning – til að vera fyrir ofan köfunarstaðinn á meðan kafararnir eru í sjónum. En þegar Lemons og Youasa byrjuðu að gera við rör neðansjávar, með Allcock að fylgjast með þeim frá bjöllunni, bilaði kraftmikið staðsetningarkerfi Bibby Topaz skyndilega. Skipið fór fljótt að reka út af stefnu. Viðvörun hljómaði í samskiptakerfi kafaranna á hafsbotni. Lemons og Youasa fengu fyrirmæli um að snúa aftur að bjöllunni. En þegar þeir fóru að fylgja „naflastrengunum“ sínum var skipið þegar fyrir ofan háa málmbygginguna sem þeir voru að vinna við, sem þýðir að þeir urðu að komast yfir það.

„Það var sérstakt augnablik þegar við horfðumst í augu,“ sagði Chris Lemons.

Hins vegar, þegar þeir nálguðust toppinn, festist tengistrengur sítrónanna á málmbút sem stóð út úr burðarvirkinu. Áður en hann náði að sleppa því tók skipið, sem sópaði af öldunum, fast í hann og þrýsti honum að málmrörunum. „Dave áttaði sig á því að eitthvað var að og sneri sér við til að koma aftur til mín,“ segir Lemons, en saga hans var ódauðleg í langri heimildarmyndinni Last Breath. „Það var skrítið augnablik þegar við horfðumst í augu.“ Hann reyndi í örvæntingu að ná til mín, en skipið var að draga hann í burtu. Áður en ég skildi aðstæður varð ég loftlaus vegna þess að kapallinn var þétt fleygður. "

Áhöfn skipsins horfði hjálparvana á þegar fjarstýrða farkosturinn sendi út stöðugar hreyfingar Lemons beint af 100 metra dýpi.

Spennan sem virkaði á kapalinn hlýtur að hafa verið gríðarleg. Flækja af slöngum og rafmagnsvírum með reipi sem lá í gegnum miðjuna sleit þegar báturinn stækkaði sífellt. Sítrónur sneru ósjálfrátt hnappinum á hjálminum hans til að hefja súrefnisgjöf frá neyðartankinum á bakinu. En áður en hann gat gert nokkuð annað, sleit reipið og sendi hann aftur á hafsbotninn. Fyrir kraftaverk tókst Lemons að rétta sig upp í órjúfanlegu myrkrinu, þreifaði sig aftur að mannvirkinu og klifraði upp það aftur, í von um að sjá bjölluna og komast í öryggi.

Án súrefnis getur mannslíkaminn lifað af í aðeins nokkrar mínútur áður en líffræðilegir ferlar sem næra frumur hans fara að bila

„Þegar ég kom þangað var engin bjalla í sjónmáli,“ segir Lemons. „Ég ákvað að taka því rólega og bjarga því litla bensíni sem ég átti eftir.“ Ég var aðeins með um sex til sjö mínútur af neyðargasi á bakinu. Ég bjóst ekki við að neinn myndi bjarga mér svo ég hrökklaðist upp í bolta. "

Án súrefnis getur mannslíkaminn lifað aðeins af nokkrum mínútum áður en líffræðilegir ferlar sem næra frumur hans fara að bila. Rafboðin sem knýja taugafrumur í heilanum minnka og hætta að lokum alveg. „Súrefnistap er venjulega endirinn,“ segir Mike Tipton, yfirmaður Extreme Environments Laboratory við Portsmouth háskólann í Bretlandi. „Mannslíkaminn hefur ekki mikið af súrefni — kannski nokkra lítra.“ Hvernig þú notar það fer eftir efnaskiptahraða þínum. "

Mannslíkaminn er aðeins fær um að lifa af í hvíld án súrefnis í nokkrar mínútur, og jafnvel minna við streitu eða íþróttir

Fullorðinn einstaklingur í hvíld neytir venjulega 1/5 til 1/4 lítra af súrefni á mínútu. Við mikla hreyfingu getur þetta gildi hækkað allt að fjóra lítra. „Einnig getur efnaskiptahraði aukist við streitu eða læti,“ bætir Tipton við, sem hefur rannsakað fólk sem hefur lifað af í langan tíma neðansjávar án lofts.

Þeir horfðu máttlausir á hvernig hreyfingar sítrónunnar stöðvuðust smám saman og lífsmerki hættu

Um borð í Bibby Topaz reyndi áhöfnin í örvæntingu að sigla skipinu handvirkt aftur í upprunalega stöðu til að bjarga týndum kollega sínum. Eftir því sem þeir komust lengra og lengra í burtu skutu þeir að minnsta kosti fjarstýrðum kafbáti á loft í von um að hann fyndi hann. Þegar hún fann hann horfðu þeir bara máttlausir á myndavélarstrauminn af stöðvuðum hreyfingum Lemons þar til hann hætti algjörlega að sýna lífsmerki. „Ég man eftir því að ég sogaði síðustu loftbitana út úr tankinum á bakinu á mér,“ segir Lemons. „Það þarf meiri áreynslu að draga inngjöfina niður.“ Mér leið eins og ég væri að fara að sofna. Það var ekki óþægilegt, en ég man að ég var reið og bað unnusta minn Morag afsökunar. Ég varð reiður vegna sársaukans sem ég myndi valda öðru fólki. Þá var ekkert.'

Kalda vatnið og auka súrefnið sem leyst var upp í blóði sítrónanna meðan á vinnunni stóð hjálpaði honum að lifa af svo lengi án lofts

Það tók um það bil 30 mínútur fyrir áhöfn Bibby Topaz að endurræsa kraftmikið staðsetningarkerfi og ná aftur stjórn á skipinu. Þegar Youasa náði til Lemons á neðansjávarbyggingunni var líkami hans hreyfingarlaus. Af öllum kröftum dró hann samstarfsmann sinn aftur að bjöllunni og rétti Allcock hana. Þegar þeir fjarlægðu hjálm hans var hann blár og andaði ekki. Allcock gaf honum ósjálfrátt tvær endurlífgunaröndun frá munni til munns. Sítrónur tóku andköf og komust til meðvitundar á ný.

Skynsemin segir að eftir að hafa eytt svo miklum tíma á sjávarbotni ætti hann að vera dáinn

„Mér leið mjög gruggugt og ég er með endurlit, en annars á ég ekki margar skýrar minningar um að vakna,“ segir Lemons. „Ég man að Dave sat hnípinn hinum megin við bjölluna og virtist þreyttur og ég vissi ekki af hverju. „Það var ekki fyrr en nokkrum dögum síðar að ég áttaði mig á alvarleika ástandsins.“

Næstum sjö árum síðar skilur  Lemons enn ekki hvernig honum tókst að lifa svona lengi án súrefnis. Skynsemin segir að eftir að hafa eytt svo miklum tíma á sjávarbotni ætti hann að vera dáinn. Hins vegar virðist líklegt að kalda vatnið í Norðursjó hafi átt þátt í því - á um 100 metra dýpi var vatnið líklega minna en 3 °C (37 °F). Án þess að heitt vatn rann í gegnum „naflastrenginn“ til að hita fötin hans kólnuðu bæði líkami og heili fljótt.

Skyndilegt þrýstingsfall í flugvél getur valdið vandræðum fyrir farþega að anda að sér þunnu loftinu. Þess vegna fást súrefnisgrímur hér

„Hröð kæling heilans getur aukið lifunartíma án súrefnis,“ segir Tipton. „Ef þú lækkar hitastigið um 10°C lækkar efnaskiptahraðinn um 30-50%. Ef þú lækkar hitastig heilans í 30 °C getur það aukið lifunartímann úr 10 í 20 mínútur. Ef þú kælir heilann niður í 20°C geturðu fengið allt að klukkutíma.“

Þjappað gas sem mettunarkafarar anda venjulega að sér hefði getað bætt sítrónum aukatíma. Þó að anda að sér miklu magni af þjöppuðu súrefni, getur það leyst upp í blóðrásinni, sem gefur líkamanum viðbótarforða til að nýta.

Í súrefnisskorti

Kafarar eru líklega þeir sem eru líklegastir til að upplifa skyndilega truflun á loftflæði sínu. En það getur líka gerst í mörgum öðrum aðstæðum. Slökkviliðsmenn treysta oft á öndunarbúnað þegar þeir fara inn í reykfylltar byggingar. Súrefnisgrímur eru einnig notaðar af orrustuflugmönnum sem fljúga í mikilli hæð. Skortur á súrefni, þekktur sem súrefnisskortur, getur haft áhrif á marga aðra í minna erfiðum aðstæðum. Fjallamenn upplifa lítið súrefni í háum fjöllum sem er rakið til margra slysa. Þegar súrefnismagn lækkar versnar heilastarfsemi, sem leiðir til lélegrar ákvarðanatöku og ruglings.

Óvenjuleg saga Chris Lemons um að lifa af var gerð að heimildarmynd í langri lengd sem heitir Last Breath

Væg súrefnisskortur er einnig oft hjá sjúklingum sem gangast undir aðgerð og er talið að það hafi áhrif á bata þeirra. Heilablóðfall stafar einnig af súrefnisskorti í heila sjúklingsins, sem leiðir til frumudauða og ævilangs skaða.

"Það eru margir sjúkdómar þar sem súrefnisskortur er lokastigið," segir Tipton. „Eitt af því sem gerist er að fólk með súrefnisskort byrjar að missa jaðarsjónina og endar með því að horfa aðeins á einn stað.“ Þetta er talið vera ástæðan fyrir því að fólk nær dauðanum segist sjá ljós í enda ganganna. "

„Börn og konur eru líklegri til að lifa af vegna þess að þau eru minni og líkami þeirra hefur tilhneigingu til að kólna miklu hraðar“ - Mike Tipton

Sítrónur lifðu sjálfur af tíma sínum án súrefnis án þess að skaða heilsu hans mikið. Hann fann aðeins örfáa marbletti á fótum hans eftir þrautina. En lifun hans er ekki svo einstök. Tipton rannsakaði 43 tilfelli í læknisfræðiritum fólks sem hafði verið neðansjávar í langan tíma. Fjórir þeirra komust lífs af, þar á meðal tveggja og hálfs árs gömul stúlka sem lifði af að minnsta kosti 66 mínútur neðansjávar.

„Börn og konur eru líklegri til að lifa af því þau eru minni og líkami þeirra hefur tilhneigingu til að kólna mun hraðar,“ segir Mike Tipton.

Klifrarar á hæstu fjöllum heims, eins og Mount Everest, þurfa að nota viðbótarsúrefni vegna þunns lofts

Þjálfun mettunarkafara eins og sítrónur getur líka óvart kennt líkama sínum að takast á við erfiðar aðstæður. Vísindamenn við norska vísinda- og tækniháskólann (NTNU) í Þrándheimi komust að því að mettunarkafarar aðlagast hinu öfgakennda umhverfi sem þeir starfa í með því að breyta erfðafræðilegri virkni blóðfrumna sinna.

„Við tókum eftir verulegri breytingu á erfðafræðilegum áætlunum fyrir súrefnisflutning,“ segir Ingrid Eftedal, yfirmaður barólífeðlisfræðirannsóknarhópsins við NTNU. Súrefni er borið um líkama okkar í blóðrauða - sameind sem finnst í rauðum blóðkornum okkar. „Við komumst að því að genavirkni á öllum stigum súrefnisflutnings (frá blóðrauða til framleiðslu og virkni rauðra blóðkorna) er bæld við mettunarköfun,“ bætir Eftedal við.

Hann og samstarfsmenn hans telja að það gæti verið svar við háum styrk súrefnis sem þeir anda að sér meðan þeir eru neðansjávar. Það er mögulegt að hægur súrefnisflutningur í líkama Lemons hafi gert það að verkum að lítil framboð hans endist lengur. Einnig hefur verið sýnt fram á að æfing fyrir kaf dregur úr hættu á sýkingu.

Rannsóknir á frumbyggjum við köfun án súrefnisbúnaðar hafa einnig sýnt hversu vel mannslíkaminn getur aðlagast lífi án súrefnis. Íbúar Bajau í Indónesíu geta kafað allt að 70 metra djúpt með einum andardrætti þegar þeir eru að veiða með skutlu.

Lemons segist ekki muna neitt frá því að hann dró síðasta andann þar til hann komst til meðvitundar um borð í köfunarbjöllunni

Melissa Ilardo, þróunarerfðafræðingur við háskólann í Utah, komst að því að Bajau fólk þróaðist erfðafræðilega til að hafa milta 50% stærri en hjá nágrönnum á meginlandinu.

Stærri milta er talin gera Bajau fólki kleift að fá meira magn af súrefnisríku blóði, sem gerir þeim kleift að halda lengur andanum

Miltað er talið gegna lykilhlutverki í fríköfun manna. „Það er til eitthvað sem kallast köfunarviðbragð spendýra, sem í mönnum kemur af stað með því að halda niðri í sér andanum og sökkva sér í vatni,“ segir Ilardo. „Eitt af áhrifum köfunarviðbragðsins er samdráttur í milta.“ Miltað virkar sem geymir fyrir súrefnisrík rauð blóðkorn. Við samdrátt þess þvingast þessi rauðu blóðkorn inn í blóðrásina sem eykur súrefnismagnið. Það getur talist líffræðileg köfunarsprengja. "

Hinir hefðbundnu kafarar af Bajau ættbálknum í Indónesíu hafa þróað stækkað milta sem gerir þeim kleift að eyða lengri tíma neðansjávar

Með stærri milta er talið að Bajau fólk hafi hag af meira framboði af súrefnisríku blóði, sem gerir þeim kleift að halda niðri í sér andanum lengur. Einn Bajau kafari Melissa Ilardo hitti að sögn eyddi 13 mínútum neðansjávar.

Sítrónur fóru aftur í köfun um þremur vikum eftir slysið - til að klára verkið byrjuðu þær á sama stað og slysið varð. Hann giftist líka Morag og eiga þau dóttur saman. Þegar hann hugsar til baka um kynni hans við dauðann og kraftaverkalifun gefur hann sjálfum sér ekki mikið lán.

„Ein mikilvægasta ástæðan fyrir því að ég lifði af var af yndislegu fólki í kringum mig,“ segir hann. „Í sannleika sagt hef ég lítið gert. Það var fagmennska og hetjuskapur þeirra tveggja sem voru í sjónum með mér og öllum öðrum um borð í bátnum. Ég var mjög heppinn.'

Þegar loftið kláraðist var hugur Lemons til unnustu hans Morag, sem hann giftist strax eftir slysið.

Slys hans olli fjölda breytinga í köfunarsamfélaginu. Nú eru notaðir neyðartankar sem halda 40 mínútum af lofti í stað fimm. "Naflastrengirnir" eru samofnir lýsandi trefjum, þannig að þeir sjást auðveldara neðansjávar. Breytingarnar á lífi Lemons voru ekki svo stórkostlegar.

„Ég þarf samt að skipta um bleiu,“ segir hún í gríni. En sýn hans á dauðann hefur breyst. „Ég sé hana ekki lengur sem eitthvað sem við óttumst. Þetta snýst meira um það sem við skiljum eftir hér.“

Versta tilfelli

Þessi grein er hluti af nýjum BBC Future dálki, sem kallast Worst Case Scenarios, sem skoðar öfgar mannlegrar upplifunar og ótrúlega seiglu sem fólk sýnir í mótlæti. Það miðar að því að sýna hvernig fólk hefur tekist á við verstu atburðina og hvernig við getum lært af reynslu þeirra.