Cong ty Cong Nghe Tin hoc Nha truong http://www.schoolnet.vn
SỰ KỲ DIỆU CỦA TỰ NHIÊN: NHỮNG CHUYỆN KỲ LẠ Ở LỤC ĐỊA XANH(tiếp)
30/12/2010

Cái chết bí ẩn của Phác, một thời gian dài không được giải thích. Mười năm sau, mới lại có người nối tiếp bước đi của nhà thám hiểm đã hy sinh. Lần này, ở Maiami, người Mỹ Hốp Rút lập nên một kỷ lục mới. Ông lặn xuống một cách thận trọng tới độ sâu 133 mét, ngứng lại báo hiệu lên cho các bạn thành tích của mình. Nhưng khi tiếp tục thí nghiệm thì tín hiệu lại im bặt … Người ta không tìm thấy cả xác của Hốp Rút nữa…


Giải thích về “hàng rào Thần Chết” ở khoảng độ sâu 100 mét, mới đầu, người ta quy cho nguyên nhân áp suất. Ta biết rằng cứ xuống sâu thêm 10 mét dưới nước, áp lực nén lến cơ thể lại tăng thêm 1 kg trên mỗi cm2 . Như vậy, ở độ sâu 100 mét, cơ thể phải chị đựng sức nén gấp 10 lần trên mặt đất. Để cân bằng áp suất bên ngoài, phải nén không khí trong phổi lặn dưới áp suất tương đương. Nhưng khi thở bằng không khí nén thì trong máu và trong các mô sẽ hòa tan không khí dưới áp lực đó. Chỉ cần thay đổi áp suất bên ngoài một chút, là chất khí hòa tan sẽ tạo ra những bọt khí, nổ vỡ, phá hủy tức khắc cấu trúc mạch máu và tế bào… Căn bệnh quái lạ gọi là bệnh “kétxơn”, xưa nay đã được biết trong trường hợp những người thường phải làm việc dưới chế độ cao áp. Để chốn lại sự nguy hiểm đó, phải giảm áp suất một cách rất từ từ, khiến cho thời gian đi lên chiếm gấp 8 – 10 lần thời gian lặn…

Tuy nhiên, cách giải thích không làm thỏa mãn những con người đang mơ ước chinh phục lòng biển. Trong đó có Hanxơ Kenle, nhà bác học Thụy Điển mà tên tuổi sẽ mãi mãi gắn liền với lịch sử khi phá miền lục địa xanh.

Đầu tiên, Kenle xét rằng, nhiều giống vật biển, như cá heo và cá voi, có thể lặn rất sâu và nổi lên rất nhanh, không hề bị bệnh “Kétxơn”. Ông cũng nghi ngờ giả thuyết cho rằng người lặn chết vì ngạt nitơ. Ông cho rằng vấn đề không phải ở nitơ, mà là ở tình trạng quá thừa ôxy trong không khí thở. Trong lần thí nghiệm năm 1959, Kenle sử dụng hỗn hợp chỉ có 5% ôxy và 95% nitơ. Lần ấy, Kenle đã lập được kỷ lục lặn 120 mét. Tiếp sau, ông lại xuống cả độ sâu 156 mét. Năm 1962, kỷ lục của Kenle đã nâng lên tới 300 mét. Ở độ sâu đó, người lặn phải chịu áp lực tới 600 tấn trên toàn bộ cơ thể, mà không hề có hiện tượng choáng ngợp nào xảy ra…

Bí quyết của Kenle, ngoài hỗn hợp khí để thở, còn là quá trình “nổi” có tính toán. Ví dụ, sau khi lặn tới độ sâu 90 mét, quá trình “trở lại” phải mất 8-10 giờ . Sau 1 ngày ở độ sau 160 mét, muốn đi lên phải 6 – 8 ngày…

Nhà bác học đã sử dụng máy tính điện tử để tính ra một công thức đồ sộ về chế độ lặn ở các độ sâu. Ở mỗi mực, phải có một hỗn hợp khí để thể riêng, và một trình tự đi lên cần tuân theo. Chẳng hạn, từ 300 mét trở về 90 mét, phải thở bằng hỗn hợp Hêli – ôxy, thời gian đi lên kéo dài 1 tiếng. Từ 90 đến 60 mét, hỗn hợp khí là Nitơ – ôxy thời gian cần thiết là 45 phút. Từ 60 đến 15 mét, người lặn thở bằng hỗn hợp Ácgôn-ôxy và cần thời gian 30 phút, v.v… Những con số trên sẽ thay đổi tùy độ sâu, và thời gian ở lại nơi độ sâu đó…

Thành công của Kenle rất đáng khích lệ, vì như vậy là con người đã vượt qua ngưỡng cửa Thủy cung. Gần đây, Kenle và nhiều người khác đã lập nên những kỷ lục lặn ở độ sâu 400 rồi 500 mét. Nhà bác học còn tuyên bố sẽ vượt qua ranh giới 1000 mét! Cuộc tiến công đang chuyển qua một hướng khác. Vì, như ta đã thấy, việc thay đổi áp suất mới là mối nguy hiểm chính đe dọa tính mạng người lặn. Chỉ cần ở lại 20 phút dưới độ sâu 100 mét thôi, thì khi đi lên, phải mất hàng ngày. Như vậy, liệu có thể tổ chức cho con người sinh sống ngay trong vùng đáy biển, một thời gian dài không cần lên xuống được không? Tương lai, sẽ mọc lên những “làng biển”, những “thành phố biển” thu hút hàng ngàn con người phục vụ cho những công trình khai thác tài nguyên, tròng trọt hay chăn nuôi…

Ý đồ này đã nảy sinh từ bài học của những con nhện nước. Những nhà sinh học chú ý đến một giống nhện bạc, sống ở các hồ ao, sông rạch. Có lẽ đây là giống vật đầu tiên biết cách sống lâu dài dưới nước. Chún tự mình kiến thiết những “ngôi nhà” bằng tơ nhện không thấm nước, neo lại vững vàng ở độ sâu cớ khi tới 4-5 mét. Trong đó, dự trữ đủ không khí cho con vật có thể sống hàng tuần lễ, không cần nổi lên trên mặt. Ở độ sâu đó, nó tha hồ săn bắt mồi, không phỉa giành giật với một giống nào khác.

Bài học chú nhện đã được nhà bác học Bỉ Êtuyn Linhcơ thử nghiệm lần đầu tiên vào năm 1962. Trong “các nhà” hình trụ dài 3,3 mét, rộng 1 mét, ông đã sống 24 giờ ở độ sâu 60 mét.

Tiếp sau Linhcơ, chuyên gia nổi tiếng về lãnh vực hải học Ivơgiấc Cutxtô cũng thiết lập ngôi nhà ngầm “Cận lục địa” ở ven bờ Địa Trung Hải. Ngôi nhà rộng 12 mét vuông đủ cho 2 người ở và làm việc. Vì áp suất bên trong được duy trì cân bằng với bên ngoài, nên những cư dân đầu tiên của Lục địa xanh này có thể ra vào tự do giữa “trong nhà” và “ngoài trời”, không vần sự điều chỉnh khí áp và thành phần không khí thở. Cuộc thử nghiệm kéo dài 7 ngày sống dưới đáy nước, hai chàng “Rôbinxơ của thời đại” viết:

“… Trong ba bốn ngày đầu chưa quen, chúng tôi cảm thấy mệt mỏi, rã rời. Lúc nào cũng thấp thỏm l có một biến có gì xảy ra. Cảnh trạng yên tĩnh một cách kỳ lạ…

Tới ngày thứ năm, tâm trạng mới trở lại bình thường. Chúng tôi bắt đầu có hào hứng làm việc, thám hiểm. Những cảnh đẹp kỳ lạ của một vùng đất chưa hề ai đặt chân tới, thu hút chúng tôi trong những chuyển đi ra khỏi nhà hàng giời đồng hồ không chán. Tôi hoàn toàn mất cảm giác là đang ở vùng đáy biển. Mọi sinh hoạt hệt như trên đất liền… Tôi nghĩ rằng tôi có thể tiếp tục sống nơi đây một vài tuần, hoàn toàn yên tâm…”

Bước đầu khó khăn thế là đã vượt qua. Từ hai mươi năm nay, liên tiếp nhiều cuộc thử nghiệm khác đã chứng tỏ, con người có thể sống lâu dài trong giang sơn thần Nước. Gần đây nhất, trong thí nghiệm “Bentốt-300”, các nhà thám hiểm Liên Xô đã thực hiện một chuyến đi dài ngày ở vùng biển sâu 300 mét với 10 người tham gia trong 3 tuần lễ. Họ đã thực sự dựng nên cả một thị trấn đáy biển, với những “khu cư dân”, “khu thí nghiệm”, với các đường liên lạc dưới nước, các tiện nghi cho một cuộc sống bình thường.

Giờ đây, khi câu chuyện viễn tưởng đưa con người trở về biển đã không còn xa sự thật nhiều nữa, chỉ còn một cửa ải khác. Đó là liệu con người có thể không cần đến một thiết bị nào, sống dưới biển như người cá Ichian được không? Khi đó, thì vấn đề áp suất sẽ không cần đặt ra, vì con người sẽ thở bằng… nước, và như thế đương nhiên là áp suất trong ngoài luôn luôn cân bằng. Chính vì thế, mà những con cá đã không hề bị bệnh “Kétxơ”.

Trong một thí nghiệm của Giáo sư Kintrơ, người ta thả một con chó vào trong một bể cá lớn. Trước khi đó, con vật đã được bơm nước vào đầy phổi, và mặc một tấm áo giắp bằng chì, có mục đích giữ cho nó không nổi lên mặt nước. Trước sự kinh ngạc của những người chứng kiến, con vật vẫn đi lại bình thường, tiến về phía người và hít hít, đánh hơi nữa…

Nếu như không thấy những chú cá tung tăng bơi lượn ngay trước mũi con vật, thì không ai ngờ nó đang thở bằng nước. Sau một thời gian, người ta đưa con vật ra khỏi nước, và dùng những thiết bị đặt biệt, rút hết nước trong phổi. Con vật tỉnh lại, vẫn hoạt động bình thường…

Thí nghiệm có một ý nghĩa rất quan trọng. Ta biết rằng, ở trong nước, hàm lượng ôxy ít hơn 30 lần so với không khí. Nghĩa là, việc thở bằng nước đòi hỏi lượng nước đi qua phổi lớn hơn 30 lần lượng không khí. Ngoài ra, vì độ nhớt của nước cũng cao hơn không khí 36 lần, nên khiến cho phổi phải làm việc nhiều hơn gấp bội. Các nhà bác học cho rằng có thể giải quyết khó khăn đó bằng cách tăng hàm lượng ôxy trong nước. Trong thí nghiệm của Kintrơ và sau đó của Titxinh, người ta bơm ôxy dưới áp suất 8 lần áp suất khí quyển, để tạo ra lượng ôxy hòa tan tương đương với thành phần ôxy trong không khí. Thí nghiệm với chó và chuột bạch, loại vật sống được dễ dàng dưới nước tới 18 giờ. Sau đó, tăng áp suất lên tới 160kg/cm2, tức là tương tự như ở độ sâu 1.600 mét, cũng không thấy gì thay đổi. Và lạ lùng hơn nữa, hình như càng xuống sâu, chúng càng dễ chịu hơn! Chỉ khi lên trở lại mặt nước, mới có sự cố xảy ra. Những con chó tỏ ra dễ dàng làm quen trở lại với đời sống trên cạn. Còn tất cả lũ chuột đều chết sau khi ra khỏi nước từ ½ đến 1 tháng… Điều này, có thể do ở các giống vật nhỏ, việc hút hết nước ra khỏi phổi không thực hiện được.

Tới đây, có thể nhắc đến một giả thuyết thú vị… nhưng chưa bao giờ được kiểm chứng. Đó là, con người và cá voi có lẽ đã ra đời cùng chung một nôi: Đại dương, Bằng chứng là thành phần hóa học của máu người rất giống với thành phần nước biển. Còn cá voi thì cũng có phổi, có nhiều đặc điểm sinh vật rất giống người… Rất có thể, từ một thời xa xưa nào đó, người và cá voi cùng rời bỏ thế giới nước, lên cạn. Chỉ có người hòa nhập được với cuộc sống mới này, còn cá voi lại trở về nơi đã thoát thai…

Câu chuyện có dáng dấp huyền thoại này được các nhà sinh học xác nhận. Thế là, nảy ra một vấn đề mới. Vì, nếu “bạn cùng nôi” kia đã trở về được với biển thì tại sao con người không theo gót được? Mọi người đều biết, cá voi và đồng họ chị đựng rất giỏi các điều kiện dưới sâu cũng như trên mặt. Chúng có thể lặn sâu tới 2.000 mét, trong khi những tàu ngầm hiện đại, xuống đó cũng bị áp suất nước nén bẹp dúm. Vấn đề là ở chỗ, cơ thể chúng chứa tới 95% nước, mà nwowics thì là vật chất không nén được. Nhờ đó, duy trì một trạng thái cân bằng thủy tĩnh, cả ở các bộ phận chứa không khí như phổi, khí quản nữa. Cho nên, ta thấy cá nhà táng có thể ăn cả những con vật dưới đáy sâu: những con vật này, do áp lực bên trên cơ thể rất lớn, hễ đưa sang môi trường áp suất thấy là sẽ nổ tan như những trái lựu đạn vậy ! Nhờ sự cân bằng áp suất thủy tĩnh bên trong cơ thể, những thay đổi của điều kiện bên ngoài không hề làm ảnh hưởng đến những hoạt động sinh học trong cơ thể cá nhà táng hay cá voi. Đó là lý do vì sao chúng có thể lụp lặn, lên xuống rất dễ dàng, thay đổi độ sâu từ vài trăm mét đến 2.000 mét.

Người ta đã thử nghiêm cứu kỹ các quá trình sinh học trong cá voi. Khi ở mặt nước, nó dự trữ khá nhiều ôxy, không riêng trong phổi, mà trong cả toàn thân nhất là các cơ bắp. Trước khi lặn, cá dường như ngừng hoạt động tuần hoàn máu. Như vậy, nhiều cơ quan rơi vào tình trạng thiểu năng: như tim co bóp chậm, máu lưu thông yếu… Số không khí quý báu dự trữ chỉ dành cung cấp cho hệ thần kinh. Điều đó cho phép tiết kiệm tới nửa số không khí, so với khi ở trên mặt; và cá có thể hoạt động hàng giờ dưới sâu…
URL của bài viết này::http://www.schoolnet.vn/modules.php?name=News&file=article&sid=5003
© Cong ty Cong Nghe Tin hoc Nha truong contact: sales@schoolnet.vn