南极最可怕的不是低温,是强风
身体热量在水中的损失速度比空气中要快得多,如泰坦尼克号沉没期间,多数落入水中的人都在15-30分钟内死亡,当时水温为-2°C。因此,人体在潮湿环境中保存热量会比在干燥环境中更难。集装箱是个无风环境,但39个人被装进一个集装箱里,人体呼出的水蒸气会使环境湿度大大增加。
所有健康的人在10-30°C的环境中都能长期生存。下图表示人对温度的耐受程度,灰色表示安全区间,黑色表示致死区间,蓝色和红色区域则是生、死可能性都有,因人而异。全裸的人在-25°C的低温中至少可存活一个多小时,至多几个小时。
人对温度的耐受程度
哪怕只穿一两层单衣,也能极大增强人体御寒能力。但据英媒报道,39名遇难者在集装箱中被关了10多个小时,如果温度设置到最低的-25°C且制冷一直在启动,足以把人冻死了。
缺氧多久要人命?人体需要氧气,细胞进行有氧呼吸才能获取充足的能量,其中对缺氧最敏感的器官是大脑。即使只吸入几口无氧气体,人体也会在五秒钟内陷入精神衰竭并昏迷。通常没有任何征兆,但即使有征兆,受害者也无法自救,甚至连求助都做不到。缺氧到死亡只需三分钟。
成年人平均每小时吸入和呼出450升空气。人吸入的空气和大气成分相同,氧的体积分数为21%,呼出的空气中氧气占15%,因此每人每小时消耗掉27升氧(450×6%)。集装箱容积为55000升(以40尺柜为例,11.8米×2.13米×2.18米),含有氧气11340升,理论上够39个人用11个小时。
肺泡内的气*换
然而,人是无法充分利用空气中的全部氧气的,这要从呼吸机制说起。人体与外界的气*换在肺泡内完成,但肺泡并不会主动吸收氧气,只能让氧气沿着压力梯度(浓度)被动扩散。大气中氧分压为160mmHg(760mmHg×21%),血液流经肺泡从氧分压40mmHg的静脉血变成100mmHg的动脉血。同时肺泡内气体的氧分压也下降到100mmHg,随呼气排出体外。
血液内负责运输氧气的是血红蛋白。血红蛋白有个神奇的特性,在氧分压大的地方易与氧结合,在氧分压小的地方易与氧分离。这样,血红蛋白才可以在肺泡中结合氧气,到组织细胞里释放出来。
氧合血红蛋白解离曲线
因此,当空气中氧气浓度下降时,人体获取的氧气量也会下降,而且由于血红蛋白的特性,后者下降会更显著。要想保持动脉血中氧和血红蛋白的高结合率,氧分压必须保持在80mmHg以上,这就要求大气中氧分压至少在120mmHg,折合成体积比就是16%。氧气浓度一旦低于16%,人体就很危险了,思维和行动能力都会下降,感到异常疲劳、情绪低落。
而当氧气浓度降到13%(100mmHg),动脉血中氧分压就只剩下60mmHg,氧气输送效率就很成问题了,人体获取的氧气量还不到正常的一半,人在几分钟之内就会晕倒,心肺将受到永久性损害。