Текст книги "На грани возможного: Наука выживания"

Хождение по углям

Огонь – это и добрый друг, и смертельный враг. Ребенок быстро усваивает, что яркие пляшущие языки означают опасность. Страх перед «разверстой огненной пещью» во многих религиях использовался для внушения покорности верующему на этом и том свете. Испанская инквизиция придерживалась мнения, что сожжением на костре помогает нераскаявшемуся грешнику очиститься от грехов и тем самым спасти душу от вечных мук, которые тоже ассоциируются с адским огнем. Наше восхищение людьми, которые ходят босыми ногами по раскаленным углям, вызвано не только представлением о возможной боли, но и всеми этими культурными ассоциациями. Неудивительно, ведь хождение по углям изначально служило испытанием на невиновность или на искренность и духовную силу новообращенного.

Однако на самом деле в хождении по углям нет ничего сверхъестественного и особого «состояния сознания» оно не требует. Секрет – в низкой теплопроводности дерева и относительно коротком времени, в течение которого ступня касается горячих углей. Дерево очень плохо проводит тепло, древесный уголь – в четыре раза хуже. Это значит, что ступням передается лишь малая часть жара от раскаленного пепла, поэтому человек вполне может пройти до 52 м по углям температурой 800° С. Таким образом, секрет хождения по углям лежит, скорее, в области физики, а не физиологии.

От повышенного жара человека спасает защитная одежда. У военных имеются «бесстрашные» костюмы из нескольких слоев фетра. Изначально они создавались, чтобы защищать кочегаров от летящих искр, но потом были модифицированы, чтобы уберечь солдат от излучения и тепловой волны при взрывах. В «бесстрашных» рукавицах можно взять в руки даже раскаленный брусок металла. Огнеупорные синтетические материалы, например, номекс, используют гонщики и персонал буровых вышек, чтобы не погибнуть при внезапном возгорании. Из похожего материала делаются костюмы для каскадеров, участвующих в сценах с огнем. В таком костюме можно продержаться в открытом пламени несколько секунд.

Без защиты клетки разрушаются даже от умеренного жара. Если случайно коснуться горячего утюга, кожа на месте ожога побелеет, поскольку погибнут клетки. При таких легких поверхностных ожогах страдает только верхний слой эпителия. Если же контакт с источником высокой температуры не прекратится, происходит ожог более глубоких тканей. При этом разрушение может продолжаться даже после прекращения контакта с объектом, вызвавшим ожог, поскольку в тканях успевает накопиться жар. Именно поэтому поверхностные ожоги лечат погружением в холодную воду или прикладыванием льда.

Несмотря на то что при нагревании выше 50° С на протяжении нескольких минут клетки млекопитающих гибнут, непродолжительное время человек способен выдерживать и более высокую температуру, при условии что воздух будет крайне сухим, – как наглядно продемонстрировал мистер Благден. Многие испытали это на собственном опыте – температура в сауне обычно достигает 90° С. Экспериментально доказано, что сухой воздух температурой до 127° С можно выдержать до 20 минут. Кроме того, имеются сообщения о том, что в течение более короткого времени люди выдерживали и более высокие температуры. Происходит это за счет потоотделения, когда поверхность кожи охлаждается до температуры значительно ниже температуры окружающего воздуха, поэтому горячий воздух может опалить брови и волосы, но кожа останется нетронутой. Чрезвычайно опасны крайне высокие температуры – как, например, при внезапных возгораниях, поскольку раскаленный воздух выжигает тонкую оболочку легких и сметает систему охлаждения организма, приводя к серьезным ожогам. К счастью, температура воздуха на Земле редко превышает 50° С и жар, опаляющий кожу, встречается только при пожарах.

Огненные создания

Феникс – сказочная птица, получившая это имя за свое пурпурно-красное оперение[4]4
  Возможно, оно происходит от греческого слова, означавшего «пурпурный, багряный». – Прим. пер.


[Закрыть] и жившая, согласно преданиям, дольше 500 лет. Чувствуя приближение смерти, феникс сооружал погребальный костер, благоухающий ладаном и смирной, и, обратясь к солнцу, вспыхивал ярким пламенем. Через девять дней из пепла возрождался новый феникс. В древности возрождение феникса служило сильнейшим доказательством для идеи о Возрождении Христовом. Дескать, если простой птице удается воскреснуть из мертвых, то почему не мог этого сделать Сын Божий.

Происхождение мифа о фениксе куда более таинственно. Т. Уайт предполагает, что основой для него могло послужить церемониальное сожжение рыжей цапли, совершавшееся египетскими жрецами в Гелиополисе, поскольку священный символ солнца, умиравшего ночью и возрождавшегося наутро, напоминал именно цаплю. Есть и другая версия – миф возник благодаря некоторым представителям семейства врановых, которые имеют обыкновение, подсев на край небольшого костерка, совать концы крыльев в самую холодную часть пламени. Предположительно, таким образом они избавляются от паразитов, не получая ожогов сами, поскольку кожа защищена длинными перьями.

Как ни великолепен миф о фениксе, это всего лишь миф. Зато огненная саламандра – вполне реальное создание, с блестящей влажной шкуркой, покрытой ярко-желтыми и черными пятнами. В древности эта чудесная амфибия вызывала у людей смесь ужаса и благоговения, поскольку считалась крайне ядовитой и способной вдобавок гасить огонь. Поскольку при дневном свете ее видели только после сильной грозы, она ассоциировалась с сыростью и влагой, а если учесть, что нередко она появлялась из сырых поленьев, укладываемых в костер, станет ясно, почему древние приписывали саламандре способность к пожаротушению. Вот что говорится о ней в «Книге чудовищ» – латинском бестиарии XII в: «Саламандра прозывается так, поскольку имеет власть над огнем. ‹…› Это создание единственное способно гасить пламя. Она живет в самом сердце огня, оставаясь невредимой, – не только потому, что огонь не смеет ее тронуть, но и потому, что она гасит его сама».

К такому же выводу пришел и Аристотель. Плиний предпочитал полагаться на эксперименты, поэтому проверил древнюю гипотезу, посадив саламандру в огонь. Разумеется, несчастное животное тут же сгорело дотла, однако, вопреки виденному собственными глазами, Плиний продолжил распространять миф о том, что огненная саламандра умеет тушить пламя.

В примечании к своему замечательному переводу «Книги чудовищ» Т. Уайт указывает, что у «императора Индии», у Папы Александра III и у пресвитера Иоанна имелись одеяния из шкурок саламандры. Очевидно, вслед за Кекстоном они считали, будто «саламандра дает шерсть, из которой можно ткать одежду и опояски, неподвластные огню». Когда был открыт асбест, его тоже сперва считали «шерстью саламандры».

Жук-бомбардир отличается не только своей «огнеупорностью», но и умением использовать огонь в защитных целях. При испуге он выпускает в ошеломленного обидчика едкую струю раскаленного пара, в составе которого содержится перекись водорода. Ядовитую смесь производит пара желез в брюшной полости жука, причем каждая из желез поделена на две камеры. Одна из камер заполнена водным раствором перекиси водорода и гидрохинона, в другой содержится смесь ферментов. При тревоге жук впрыскивает ферменты из одной камеры в другую, где они катализируют экзотермическую реакцию между перекисью водорода и гидрохиноном, и выделяющаяся в результате теплота нагревает раствор до кипения. Поворачивая кончик брюшка, жук способен выстреливать этой смесью с артиллерийской точностью. Яркая черно-оранжевая расцветка и громкий звук, сопровождающий каждый «выстрел», напоминают врагам, что от жука лучше держаться подальше.

Если в течение короткого промежутка времени человек способен выдерживать температуру сухого воздуха, превышающую температуру кипятка, это не значит, что подобная выносливость бесконечна. Со временем температура тела неизменно повышается. Клетки мозга крайне чувствительны к жару, их предел – 42° С, поэтому повышение температуры тела всего на несколько градусов оказывает огромное влияние на работу мозга. Таким образом, в общем и целом наша способность справляться с жаром опирается на систему терморегуляции, которая поддерживает температуру тела не выше 42° С.

Горячие новости

Теплота – побочный продукт жизни, и это наглядно демонстрирует стремительное остывание тела после смерти. Как писал в 1666 г. философ Джон Локк, «никому не становится теплее, когда останавливается дыхание». КПД биохимических реакций, дающих энергию нашим клеткам, не является стопроцентным, поэтому, как в двигателе автомобиля, при осуществлении этих реакций попутно вырабатывается тепло. В состоянии покоя в теплом климате производимого организмом тепла достаточно для поддержания необходимой температуры тела, но в холодном климате отдача тепла в окружающую среду бывает настолько значительной, что требуется дополнительный обогрев. И, напротив, при физической нагрузке тепла может вырабатываться в пять раз больше, поэтому необходима налаженная теплоотдача. Кроме того, в мире есть немало мест, где температура окружающей среды выше температуры тела, поэтому нагревание от внешних источников необходимо всеми силами уменьшать.

Когда люди еще не обладали прибором для измерения температуры тела, считалось, что в разных частях света она разная – у жителей тропиков выше, чему у обитателей холодного севера. В 1578 г. Иоганн Хаслер даже составил сравнительную таблицу гипотетических высоких и низких температур тела для разных широт. В средневековой Европе практическая медицина опиралась на классическую теорию Галена, считавшего, что тело содержит четыре типа жидкостей (от латинского humor, что значит «жидкость»): кровь, флегму, черную желчь и желтую желчь. Температура каждого человека (она же темперамент, тогда эти понятия не различали) определялась индивидуальным сочетанием этих жидкостей. Преобладание крови давало сангвинический темперамент, флегмы – флегматичный, черной желчи – меланхолический и желтой – холерический. У здорового человека все жидкости должны были находиться в равновесии. Поскольку для каждого это равновесие индивидуально, температурной нормы для человеческого тела не существует, поэтому то, что для одного человека жар, для другого – обычная температура. «Очевидно, – отмечал в 1612 г. сэр Уолтер Рэли, – что температура тела у разных людей ощутимо разнится». Похожее наблюдение сделал и сэр Фрэнсис Бэкон: «Существуют люди с самой различной температурой тела». Наследие тех древних представлений сохранилось в языке до сих пор – мы называем людей хладнокровными и «горячими», пользуемся классификацией темпераментов.

Однако на самом деле человек, как и другие млекопитающие, относится к гомеотермным, или теплокровным, и способен поддерживать одинаковую температуру тела независимо от условий окружающей среды. Это значит, что необходимо поддерживать баланс между теплопродукцией и теплоотдачей. Таким образом, жаркая среда требует уменьшения теплопродукции и увеличения теплоотдачи. Такой способ поведения, как накапливание тепла в теле с целью последующего использования путем повышения внутренней температуры, для человека неприемлем, однако им, как мы увидим ниже, успешно пользуются некоторые животные.

Охлаждение

Все живые существа, включая человека, стараются уменьшить воздействие жары, ведя себя определенным образом, в частности снижая активность и укрываясь в тени. Уменьшается потребление пищи, поскольку при метаболизме вырабатывается тепло, повышается тяга к водянистым продуктам. Мороженое, фрукты, огурцы, высокие запотевшие бокалы с лимонадом – вот самая популярная летняя еда. Поскольку мышечная активность тоже способствует выработке тепла, работать стараются утром и вечером, в относительной прохладе. Многие устраивают длинную полуденную сиесту – кроме, конечно, «бешеных псов и англичан», которых высмеивают за любовь к полуденному солнцу. Однако в песне Ноэля Кауарда[5]5
  Сэр Ноэл Пирс Кауард (1899–1973) – английский драматург, актер, композитор и режиссер.


[Закрыть] есть доля истины. Жители Британской Индии, например, искренне полагали, что только физическая нагрузка спасет их от тропических болезней, поэтому все, и женщины, и мужчины, днем старались позаниматься каким-нибудь спортом. Современную тягу к фитнесу они бы, вне всякого сомнения, одобрили. Однако прыжки под палящим солнцем с теннисной ракеткой или бодрый галоп на игре в поло чаще грозили солнечным ударом, а не оздоровлением.

К жаркому климату человек, помимо прочего, приспосабливает также манеру одеваться, конструкцию жилища и время пребывания на солнце. В пустыне аборигены, в отличие от туристов, часто закутываются с ног до головы в несколько слоев свободно драпирующейся одежды. Верблюды и другие пустынные обитатели щеголяют в толстой шкуре, особенно на спине. На первый взгляд это может показаться странным, но объясняется все довольно просто. Мех и одежда отлично защищают от жары, создавая изоляционный слой, не дающий жару подобраться к коже, когда температура окружающей среды превышает температуру тела. Стриженый верблюд пьет гораздо больше воды, поскольку гораздо быстрее перегревается. Сбросив одежду, вы, вместо того чтобы почувствовать желанное облегчение, еще больше нагреетесь. Поэтому правильнее всего в жарком климате носить свободную одежду – она овевает вспотевшую кожу прохладой, в то же время защищая от палящих солнечных лучей.

В животном мире существует множество интересных способов противостоять воздействию жары. Намибийская жаба, одно из немногих пустынных земноводных, пережидает дневной зной под примерно десятисантиметровым слоем песка, где температура гораздо ниже, чем на поверхности, а наружу вылезает только ночью. Медоносные пчелы придерживаются другой стратегии, поддерживая постоянную температуру в 35° С для своих растущих личинок с помощью испарительного охлаждения. Если внутри улья становится слишком жарко, они распределяют по поверхности сот капли влаги, а затем гонят крылышками воздух, обеспечивая проветривание, при котором влажный воздух улья замещается более сухим и прохладным. Другие животные переживают периоды сильной жары, впадая в так называемую эстивацию – летнюю спячку с резким замедлением обменных процессов в организме. Укрывшись в тени или в прохладной норе, они просто дожидаются, когда спадет жара.

До того, как получили широкое распространение кондиционеры, человек спасался от зноя в подземных убежищах. Моголы скрывались в прохладных «тихана» (погребах); подземная часть жилищ берберов в городке Матмата, в Сахаре, уходит на десятиметровую глубину; жители австралийского пустынного города Кубер-Педи, знаменитого своими опаловыми копями, тоже когда-то забирались под землю (некоторые живут так до сих пор). Даже в менее знойном климате местная архитектура обычно отражает потребность спрятаться от жары. Крыши домов в пакистанском Хайдарабаде когда-то украшали ветроуловители, направляющие поток прохладного воздуха во внутренние помещения. Стены традиционных японских домов представляют собой раздвижные перегородки, которые, сдвигаясь, открывают дом охлаждающим ветрам. В Дорсетшире, где я выросла, деревенские дома строились из смеси глины с соломой, и толщина стен достигала местами 60 см. В жаркие летние дни за этими стенами царила приятная прохлада.

До седьмого пота

Если уровень поглощения тепла из окружающей среды можно снизить своими действиями и поведением, то от тепла, вырабатываемого самим организмом, тоже нужно избавляться. У человека основную роль в терморегуляции выполняет кожа. Тепло, вырабатываемое мышцами и внутренними органами, переносится с помощью крови к кожным покровам, где отдача тепла в окружающую среду регулируется путем варьирования объема крови, протекающего через сеть тонких кровеносных сосудов, подходящих близко к наружному слою. При повышении температуры тела эти сосуды расширяются и кровь поступает ближе к поверхности, увеличивая теплоотдачу. Именно поэтому от жары мы краснеем. И наоборот, когда температура тела падает, поверхностные сосуды сужаются и кровь перераспределяется в более глубокие слои, чтобы сберечь тепло. На самом деле это просто усложненная версия системы охлаждения автомобильного двигателя, в котором вместо сердца водяной насос, вместо крови – охлаждающая жидкость, а функцию кожи выполняет радиатор.

Теплоотдача через кожу осуществляется в ходе четырех процессов – излучения, теплопроводности, конвекции и потоотделения. В покое при неподвижном воздухе 60 % теплоотдачи приходится на излучение, а на конвекцию и теплопроводность остается лишь по 20 % (больше, чем при ветре). Пока температура кожи не поднимается выше внутренней, излучения, конвекции и теплопроводности для охлаждения достаточно. Они позволяют поддерживать стабильную внутреннюю температуру при температуре неподвижного воздуха ниже 32° С.

Физика теплообмена

Тепло – это энергия движения молекул. Температура газа определяется средней скоростью составляющих его молекул: чем быстрее они движутся, тем горячее газ, чем медленнее – тем холоднее. В твердых телах молекулы связаны друг с другом, и ученые часто представляют их как совокупность соединенных между собой пружин: чем выше температура, тем выше амплитуда колебания пружины, чем ниже – тем меньше. При абсолютном нуле (–273° С) колебаний почти нет. Вы, возможно, удивитесь, почему «почти», ведь, по идее, при абсолютном нуле колебаний не должно быть вообще. Причина объясняется причудами квантовой физики, согласно которой невозможно точно измерить положение и скорость частицы в данный момент времени (знаменитый принцип неопределенности Гейзенберга). Чем точнее вы пытаетесь определить, где в данный момент находится частица, тем неопределеннее для вас становится ее скорость (импульс) – и наоборот. Таким образом, согласно принципу Гейзенберга, незначительная вибрация молекул в твердом теле сохраняется всегда, даже при абсолютном нуле.

Тепло передается от одного объекта к другому путем теплопроводности, конвекции и излучения. Теплопроводность – это процесс, при котором тепло передается между двумя объектами, находящимися в непосредственном контакте (например, кожа и воздух). Если они обладают разными температурами, тепло будет передаваться от более теплого участка к более холодному. Проще говоря, молекулы более горячего объекта сталкиваются с молекулами более холодного, повышая их скорость и в то же время замедляя свою. Теплопроводностью называется также способность материала проводить тепло. Так, у дерева теплопроводность ниже, чем у меди, поэтому к медным кастрюлям приделывают деревянные ручки. Антиподом теплопроводности выступает изо– ляция – противостояние передаче тепла. У воздуха и перьев низкая теплопроводность (и высокая степень изоляции) – именно поэтому простеганные (чтобы задержать воздух) пуховые одеяла так хорошо греют.

Передача тепла в текучей среде (в воде и в воздухе) повышается в результате конвекции. Вот наглядный пример: представьте, что вы резко погрузились в ванну с холодной водой. Вода, соприкасающаяся с вашей кожей, будет постепенно нагреваться. Если затем нагревшуюся воду вновь заменит холодная, процесс повторится – произойдет нагревание новых слоев воды (и дальнейшее охлаждение тела). Процесс, при котором вода, соприкасающаяся с кожей, постоянно обновляется, и будет конвекцией. Обусловлен он тем, что теплые слои воды поднимаются вверх (поскольку они легче холодных). Температурная разница между слоями воды в ванне означает, что циркуляция будет идти непрерывно – теплые слои будут подниматься, а холодные опускаться, обеспечивая непрерывное обновление воды, соприкасающейся с кожей, и облегчая теплопередачу.

В отличие от теплопроводности и конвекции, объясняющихся довольно просто, излучение ставило ученых в тупик не одно столетие. Любое тело испускает электромагнитное излучение, и чем тело горячее, тем излучение выше. Излучение охватывает весь электромагнетический спектр, однако пик его зависит от поверхностной температуры тела, и когда тело нагревается, излучение смещается в сторону коротковолнового.

От длины волны зависит, будем ли мы воспринимать излучение как цветовое или как тепловое. Длинноволновое излучение для нас невидимо, мы ощущаем его только как тепло: так, например, мы чувствуем жар от огня, который давно потух. Это так называемое инфракрасное излучение. При повышении температуры объекта длина волны наиболее обширного пучка излучения переходит в видимый спектр, и объект начинает светиться. Коричневый, бурый цвет сменяется по мере увеличения температуры и уменьшения длины волны красным, оранжевым, желтым и, наконец, белым (отсюда выражения «до белого каления», «раскаленный добела»). Логично было бы предположить, что цветовая гамма будет соответствовать цветам спектра, поэтому после желтого должен идти зеленый и синий. Однако, раскалив в огне обычную железную кочергу, мы легко убеждаемся в обратном. Происходит это потому (как уже отмечалось выше), что кочерга испускает излучение, охватывающее сразу весь электромагнитный спектр, и только длина волны, при которой происходит пиковое излучение, изменяется вместе с температурой. Более того, общий объем излучения значительно повышается с подъемом температуры, поэтому объем испускаемого длинноволнового излучения тоже возрастает. Таким образом, свечение раскаленной кочерги – это комбинация различных электромагнитных волн, поэтому, как солнечный свет, оно кажется белым, и раскаленная добела кочерга будет гораздо горячее, чем тускло-красная или догорающие угли.

Температура на поверхности Солнца составляет около 5500° С. Солнце испускает видимое излучение пиковой длиной волны около 0,5 мкм – именно поэтому оно такое ослепительно яркое. Оно испускает и более длинные волны, дающие тепло, благодаря которому на Земле существует жизнь. Человеческое тело при температуре около 37° С излучает на пиковой длине волны в 10 мкм, которой очень далеко до видимого спектра. Однако в достаточно замкнутом пространстве мы вполне можем ощущать тепло другого человеческого тела – например, в постели. Нелишним будет отметить, что температура Солнца превышает температуру человека примерно в 20 раз по шкале Кельвина (5800° K в сравнении с 300° K) и что пиковая длина волны испускаемого излучения у Солнца тоже примерно в 20 раз короче, чем у человека. Из этого следует, что пиковая длина волны попросту пропорциональна температуре.

Как и свет, тепло представляет собой одновременно и волну, и поток частиц (фотонов). Чтобы понять, как происходит лучистый теплообмен – и как тепловое излучение проходит через космический вакуум от Солнца к Земле, – можно представить тепло в виде фотонов, поглощаемых или испускаемых атомами нашего тела. Атом – это Солнечная система в миниатюре. В центре его расположено ядро, вокруг которого движутся один или более электронов. Электроны расположены через дискретные промежутки от ядра – как планеты на орбитах. И вот здесь аналогия заканчивается, поскольку орбиталь, на которой оказывается электрон, зависит от его энергии, поэтому электрон может, поглощая или отдавая энергию, перескакивать с одной орбитали на другую. Эту энергию можно представить в виде фотонов или световых частиц. Поглощая фотон, электрон перемещается на внешнюю орбиталь, а переход ближе к ядру сопровождается потерей фотона.

У молекул поглощение и отдача лучистой энергии происходит не так, как у атомов, а за счет уменьшения или увеличения объема колебаний. Фотоны путешествуют сквозь вакуум со скоростью света – 300 000 км в секунду. Фотоны, излучаемые Солнцем, поглощаются молекулами нашей кожи, увеличивая их вибрацию и согревая нас. И, наоборот, с излучением фотонов, когда вибрация молекул уменьшается, тепло уходит. Пока вы читаете эти строки, ваше тело излучает фотоны в окружающую среду. Мы все ведем постоянный молчаливый «диалог», обмениваясь фотонами с другими людьми и предметами окружающей обстановки.

Однако на Земле имеется множество мест, где преобладающая температура гораздо выше температуры человеческого тела, поэтому излучение и теплопроводность только усилят перегрев. Во время первой войны в Заливе многие корабли пришли в Персидский залив по Ормузскому проливу. Стоял палящий зной в 47° С и высокая влажность. Жара под безоблачным небом и слепящим солнцем, отражающимся от воды, была невыносимой. Орудийный расчет, облаченный в огнезащитные капюшоны, перчатки и в бойцовские комбинезоны, выдерживал на верхней палубе только 10 минут. Гражданские, впрочем, страдают не меньше. Каждый год тысячи паломников устремляются в Мекку, где средняя температура составляет около 40° С. И многие не выдерживают такой жары.

Когда температура воздуха превышает температуру тела, единственным способом отдать тепло остается потоотделение. Принцип здесь тот же, что у глиняных сосудов для охлаждения вина, – превращение жидкости в пар требует большого количества тепла. При температуре тела на испарение одного миллилитра воды уходит около 2400 кал – примерно столько же требуется, чтобы нагреть такое же количество воды от точки замерзания до точки кипения{18}18
  Одна калория – это количество энергии, требующейся для того, чтобы увеличить температуру 1 грамма воды на 1° С. Поскольку это количество несколько варьируется в зависимости от температуры и давления, более точным определением будет «количество энергии, требующееся для того, чтобы увеличить температуру 1 грамма воды с 15 до 16° С. Это ровно одна тысячная «большой калории», использующейся в подсчетах энергетической ценности продуктов (сейчас эту единицу принято называть килокалорией). Энергия, используемая для испарения воды, высвобождается при конденсации в виде тепла – именно поэтому пар обжигает при той же температуре куда сильнее воды.


[Закрыть]. Большая часть этого тепла выделяется самим телом, и поэтому потоотделение охлаждает кожу. Соответственно, охлаждается кровь, протекающая через кожные покровы, и, перемещаясь в процессе кровообращения к более теплым внутренним органам, помогает снизить температуру тела.

В нашем организме имеется около трех миллионов потовых желез, около половины которых расположены на груди и спине. Кроме того, значительное количество имеется на лбу и на ладонях. Отдельные поры довольно легко разглядеть, намазав кожу маслом для загара и посидев несколько минут под солнцем. Когда кожа нагреется, появятся крошечные капельки влаги, отмечающие устья потовых желез. Масляная пленка уменьшает испарение влаги, поэтому капельки становится легче разглядеть (а с помощью лупы еще проще).

Потоотделением управляет гормон адреналин, выбрасывающийся в кровь, когда повышается температура тела. Выброс адреналина происходит и во время стресса – именно поэтому у нас потеют от страха ладони и лоб. Старинная поговорка гласит: «Лошадь может взмокнуть, мужчина – вспотеть, а дама лишь нежно зардеться». В этом викторианском правиле есть, как ни странно, доля истины, поскольку женщины потеют вполовину меньше мужчин при одной и той же температуре. Кроме того, различия в потоотделении определяются и расовой принадлежностью: например, уроженцы Новой Гвинеи потеют меньше, чем нигерийцы или шведы.

Потоотделение может увеличить отдачу тепла почти в 20 раз, но при этом происходит значительная потеря жидкости – около 3 л в час. Однако такое интенсивное потоотделение не может длиться долго, поэтому человек, работающий весь день на жаре, теряет за это время около 10–12 л воды. В сухом воздухе пустыни пот может испаряться настолько быстро, что кожа кажется сухой, однако, если ненадолго накрыть предплечье ладонью, она быстро станет влажной. Даже если вы не ощущаете жары, испарительное охлаждение все равно будет происходить – со скоростью около 0,8 л воды в день.

Испарительное охлаждение крайне важно для спортсменов. Велосипедисты на изматывающей «Тур де Франс» могут непрерывно катить на подъем по 12 часов подряд. Однако в лабораторных условиях они, к своему удивлению и разочарованию, оказываются неспособны выдержать ту же нагрузку даже в течение часа. На дороге встречный ветер, создаваемый стремительным движением вперед, быстро сгоняет слой воздуха, соприкасающийся с кожей, значительно усиливая испарительное охлаждение, а на тренажере подобной конвекции не происходит, поэтому теплоотдача получается значительно меньше и велосипедист быстро выматывается. Однако если направить на спортсмена искусственный поток воздуха – например, от вентилятора, он сможет продержаться дольше. Внезапный спад испарительного охлаждения нередко ведет к несчастным случаям, когда велосипедист или бегун получает тепловой удар, перестав бежать или крутить педали. Не исключено, что резкое исчезновение воздушного потока, омывающего тело, настолько уменьшает отдачу тепла, что температура тела сразу же подскакивает. Возможно, именно отсюда одна из главных заповедей коневодов – лошадь после интенсивной нагрузки нужно поводить, ни в коем случае не давая стоять неподвижно.

В жаркий день, ополоснувшись в водоеме или под душем, мы выходим покрытые мелкими каплями воды, и они помогают нам охладиться, увеличивая испарительное охлаждение. К такому же способу прибегают и слоны, поливая себя и других водой. Однако некоторые представители австралийской фауны выработали более трудоемкий способ. Вместо потоотделения они тщательно вылизываются, предоставляя охлаждение тела испаряющейся слюне. Как несложно догадаться, способ этот не особенно эффективен, поэтому используется скорее от безысходности. Совсем другой подход применяет американский клювач, ежеминутно мочась себе на ноги и тем самым повышая испарительное охлаждение. Из менее экзотических животных можно вспомнить собак, которые вываливают из пасти мокрые языки для усиления теплоотдачи и учащенно дышат, чтобы охладить носовую полость и повысить испарительное охлаждение верхних дыхательных путей.

Люди могут вполне комфортно переносить температуру, превышающую температуру тела, при условии достаточной сухости воздуха. Если влажность окажется выше 75 %, пот будет струиться по коже, не испаряясь. В таких условиях испарение приводит только к обезвоживанию и охлаждающий эффект теряется. Именно поэтому нам так тяжело выносить влажную жару. Вот как описывал климат Вест-Индии и Ямайки губернатор Эллис: «Трудно назвать жизнью состояние, когда можешь лишь дышать и таскать обессилевшее тело, однако именно в таком состоянии мы пребываем обычно с середины июня до середины сентября». Австралийский поэт Лес Маррей выразился более красноречиво:

 
Прогорклые ночи заталкивают нас тухлыми,
изъеденными солью лапами
в липкую заскорузлость, где марево не отереть со лба…
 
 
Плечо потеет от плеча. Чего ни коснись,
все сочится и истекает – оно на тебя, ты на него,
поглощая друг друга.
Из бешено стучащих висков вырастают лианы бреда{19}19
  Лес А. Маррей, «Ретроспектива влажности».


[Закрыть].
 

Большинству людей сложно переносить температуру в 50° С при повышенной влажности, однако в сухой 90-градусной жаре человеку вполне комфортно (если, конечно, он находится там не слишком долго). Температура в бане всегда ниже, чем в сауне, хотя обе воспринимаются одинаково горячими. Отсюда следует, что потоотделение никак не влияет на теплоотдачу, если тело погружено в воду.

И это означает, что слишком долгое пребывание в глубокой ванне, где вода значительно горячее вашего тела, может быть смертельно опасно. В самых горячих японских онсенах, которые прогреваются до 46° С, даже самые стойкие не выдерживают больше трех минут. Для большинства людей предел – 43° С.