挑戰極端環境

珠穆朗瑪峰、馬里亞納海溝、南極、阿齊濟耶沙漠和國際空間站，這些毫不相干的地點有一個共同點，它們都屬于極端環境。即使有最先進的科技設備做輔助，人類還是完全沒有能力在某些極端環境下生存，即便那些具備超強適應能力人。

高山低壓

地點：珠穆朗瑪峰

高度：8844米。

大氣壓力：0.33個大氣壓。

有過登山經驗的人都知道，在海拔很高的山上呼吸可不是一件容易事，我們往往把原因歸結為缺乏氧氣，但事實并非如此。當高度越高時，空氣越少壓強也越小，而這種壓強恰好是肺部呼吸所需要的。珠穆朗瑪峰的最高點只有0.33 個大氣壓，是海平面的1/3。當壓強降低到如此水平時，空氣很難進入人體，肺泡無法獲得所需的氧氣量，也就無法把它輸送給血液，并提供給肌肉組織。

7 500 米以上被稱為“死亡地帶”，罕有人能在此環境下逗留超過1 小時。如果人突然從海平面到達珠穆朗瑪峰，將會在幾秒鐘內陷入昏迷。但是，1978 年，意大利登山家賴因霍爾德·梅斯納和奧地利登山家彼得·哈勃勒卻在不攜帶任何氧氣設備的條件下成功登頂。除了他們職業登山運動員的良好身體素質之外，這次成功登頂還在于，他們事先已經在3 000 到6 000 米的高度適應了數周高山環境。因此，他們體內負責把氧氣從肺部輸送到各組織的血紅蛋白數量明顯增加。

長期生活在高山地帶的人，如安第斯山脈的印第安居民在身體上具備相對的優勢。有證據表明，生活在4 000 米以上的玻利維亞高山居民的心臟比常人大，肺部的微血管也更多，能夠更輕易地把氧氣輸送給全身。但是，與此相對照的是，他們的血液也更加濃稠，很容易造成心血管病。

當人們來到海拔較高的地方，由于身體不適，極易出現高山反應。原本各項機能正常的人體容易出現極度疲憊感、頭痛、眩暈、消化速度減慢、惡心以及心跳過速等癥狀。比如，在海拔3 829 米的玻利維亞首都，心肌梗塞是一些外國使團最易出現的疾病。

一般來說，高山反應在2 500米到3 000 米的高度就會出現，取決于個人身體狀況，有些人的癥狀會持續很長時間，也有人能迅速適應。但是如果身體已經出現了高山反應，但還在繼續攀登，出現肺水腫和腦水腫的風險就會增加。此時最好的辦法就是立即下山。此外，在高山上每上升100米溫度就會下降0.6℃，冷空氣也容易加重癥狀。

深海高壓

地點：太平洋的馬里亞納海溝

深度：10 924米

壓力：1 100個大氣壓

馬里亞納海溝位于太平洋海底約10 000 米的深處，這里的壓力是海平面的上千倍。深海中的高壓對人體各生命器官都會造成威脅。對于水下作業人員來說，每下潛10米大約會增加1 個大氣壓。這時在高氣壓環境下，肺泡內的各種氣體分壓隨之增高，如果上浮減壓過快，身體內產生的氣泡會對潛水員造成嚴重影響，其身體的各種器官，如肺、消化系統以及聽覺系統都會隨著下潛深度的增加而受到擠壓。

古巴潛水運動員皮平·費雷拉斯在2003 年創下了自由下潛170米的記錄。在這樣的深度下，壓強把心臟壓縮至一個李子的大小，血液不再在肢體內循環，以便集中在胸腔，避免肺部衰竭。與此同時，費雷拉斯的心跳也降至每分鐘10 次。這樣的環境是無法長時間呆下去的，費雷拉斯僅用了2 分鐘39 秒就完成了下潛和上浮的全過程。

數據顯示，人類可以下潛的極限是200 米，為了能夠下潛到這個深度，人們在平時訓練時，需呼吸與水中壓力相仿的壓縮空氣。最糟糕的情況是隨著下潛深度的增加，人體吸入越來越多的氮氣，如果氮氣在各組織內擴散超出了某個標準，“減壓”過程又太快，就會出現“減壓病”，即氣體會從血液和其他組織中逸出，產生氣泡，阻塞血管，使關節疼痛、耳鳴、肺部和大腦受損等，嚴重時會導致死亡。

為了能改善人類在水下的條件，除發明潛水艇外，科學家還研究新型的混合氣體以便幫助潛水員能下潛得更深。氦氧混合氣體可用于水下30 米至250 米的深度，有助于縮短減壓的時間。但這種混合氣體的不利之處在于會讓身體失去熱量。因此，科學家們又研究出了由氧氣、氦氣和氮氣組成的三氣混合體，能夠在水下450 米的深度使用。如果想延長下潛時間，最好的辦法是采取飽和潛水的辦法，也就是說數日乃至數周的時間內呼吸混合氣體，習慣水下20 米的環境，通過這種辦法，身體各組織內的氮氣達到飽和狀態，潛水者就可以在水下逗留更長的時間。

沙漠酷熱

地方：利比亞的阿齊濟耶沙漠

平均氣溫：57.8℃

我們身體的各器官普遍無法承受高溫的侵襲，尤其是大腦，最無法抵御這種侵襲。我們的體溫一般維持在36.5～37℃之間。如果經過長時間運動，有可能上升至40℃。如果達到了41℃，身體就面臨中暑的危險。如果達到44℃，將接近死亡邊緣。同理，如果體溫降至36℃以下，生存的希望也很渺茫。

由此可見，人體對溫度變化的忍耐程度非常有限。當人體開始適應高溫時，便會開始出汗。出汗會導致喪失部分電解質，如鈉、鉀、鎂和氯等。此外，心跳頻率也會增加。皮膚上的微血管擴張，以便體內的熱量更加有效地散發出去。但是，隨著氣溫的不斷升高，體內細胞會受到損害，高溫阻礙了血液暢流，導致細胞干燥，細胞壁無法傳遞生命物質。

盡管我們可以忍受桑拿房中高達90℃的溫度，但最好還是不要刻意去體驗高溫。當大腦細胞達到41℃時，我們可以毫不夸張地說我們已經被煎熟了。非洲塔爾基人以及其他生活在沙漠地帶的人知道，適應高溫天氣的關鍵在于穿多層衣服，將頭和身體完全包裹起來。即便如此，在每年前往麥加朝圣的路上，仍有上千人死亡。

高溫情況下，人體需要消耗更多的水分，如果體內缺水達到15%，人就會死亡。我們還無法像駱駝那樣，可以自行調節體溫，避免出汗失水。也許人類在對付高溫環境時，唯一的方式就是發明了空調。

極地嚴寒

地方：南極洲東方角

平均氣溫：零下89.96℃

南極是一個地勢較高的地區，這里海拔約2 800 米，干燥而多風，也是地球上最寒冷的地方。南極點位于南極洲的中心地帶，這是一個人跡罕至的地方，雖然擁有大量的飲用水，但還是很少有哺乳動物生活在這里。禽類也僅僅是在其外圍飛過，只有企鵝、魚和海豹敢于挑戰這里的寒冷。

嚴寒、高海拔和干燥等氣候條件組合在一起，對人體的影響是非常大的。在踏上南極大陸以前，必須做好給體內補水的充分準備，穿上厚重的衣服，必要情況下，還需服用乙酰唑胺藥片以緩解因地勢高而產生的不良反應。

人體在長期的嚴寒狀態下，能量損失極其嚴重。因此，南極考察基地的工作人員每天必須攝入4 000千卡的食物，如果降至-40℃以下，則必須攝入6 000 千卡。長時間在南極生活工作，科考隊員幾乎都會出現不同程度的諸如沖動、煩躁、抑郁、易激惹以及失眠、疲乏、反應遲鈍、認知障礙等征兆和癥狀，即所謂的南極綜合征或南極過冬綜合征。

體溫過低是南極威脅人體的另一問題。當體溫降至35℃時，人體抵御寒冷的能力開始降低，達到27℃以下時則會出現昏迷。如果在南極落入冰冷的水中，15 分鐘內就將死亡。

在-60℃的氣溫下，咖啡在尚未倒入杯中時就已經結冰，而暴露在外的雙手在3 分鐘內就會凍傷。阿蒙森-斯科特考察站的工作人員每當外出時都會穿上重達20 千克的衣服。同時，寒冷也會降低人體抵御感染的能力。

生活在極地的因紐特人和拉普蘭人的身體代謝頻率要遠遠低于正常水平，這樣能幫助他們保存能量。

太空失重

地點：國際空間站

太空指的是地球大氣層之外的虛空區域。隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低，經過100多億年的歷程，太空已經成為高寒的環境。平均溫度為-270.3℃。雖然稱為空，太空卻也并非虛無縹緲。在太空中，不僅有宇宙大爆炸時留下的輻射，各種天體也向外輻射電磁波，許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。例如，銀河系有銀河宇宙線輻射，太陽有太陽電磁輻射、太陽宇宙線輻射（太陽耀斑爆發時向外發射的高能粒子）和太陽風（由太陽日冕吹出的高能等離子體流）等。由此可見，太空還是一個強輻射環境。

在外太空，如果沒有宇航服的保護，宇航員們根本無法生存，哪怕是1 分鐘。失重是宇航員遇到的最大問題。一方面，血液會積壓在胸腔和頭部，造成充血，并喪失味覺；另一方面，失重還會導致暈眩、惡心和失去平衡感。如果在太空服內嘔吐則會造成更大的危險。因為在沒有重力的情況下，廢物無法下降，從而導致窒息。

在太空中人還會失去方向感。“上”與“下”的概念在太空中根本不存在，因此只有三維視覺空間才能幫助人定位。此外，人體生物鐘也將被打亂，因為在太空中每90分鐘就有一次日出。太空艙的空氣必須保持清新、流動，防止宇航員被自己呼出的二氧化碳包圍而窒息。失重會導致心血管出現問題，動脈壓力的減小也會阻礙心臟的正常工作。此外，還會出現周圍視覺喪失，肺部萎縮等癥狀。想要自由自在地遨游太空，目前還是一件遙不可及的事情。