空気が希薄になったり… 簡単な方法で薄い空気を作り出す方法。薄い空気とは何ですか

空気の密度は同じではありません。小さいところは空気が薄くなります。希薄な空気とは何を意味し、どのような特徴があるのかを見てみましょう。

地球のガス殻

空気は目に見えないものですが、地球にとって非常に重要な要素です。それはエネルギー交換のプロセスに参加し、生物のすべての重要な機能をサポートします。音の伝達を促進し、地球の低体温症を防ぎ、太陽放射の過剰な影響から地球を守ります。

空気は地球の外殻であり、大気と呼ばれます。ネオン、アルゴン、水素、メタン、ヘリウム、クリプトンなどの多くのガスで構成されています。主な割合は酸素と窒素であり、空気の 98% ～ 99% を占めています。

ガスの比率と量は異なる場合があります。したがって、自動車の排気ガスや工場からの排出物により、都市の空気は二酸化炭素でより飽和しています。森林や産業のない地域では、酸素の量が増加します。しかし、牧草地地域では、牛が消化中に排出するメタンの割合が増加しています。

空気密度

ガス殻の密度は多くの要因の影響を受け、地球のさまざまな場所や高度で異なります。密度の低い空気は希薄化空気（「希少」という言葉から）です。希少であるほど、その分子間の距離は遠くなります。

密度は、1立方メートルの体積中にどれだけの空気が含まれているかを示します。この値の標準として選択された値は、通常の条件および乾燥空気下で 1.293 キログラム/立方メートルです。

物理科学では、比密度と質量密度を区別するのが通例です。具体的には1立方メートルを決定します。それは地理的な緯度と惑星の自転による慣性によって決まります。質量は、気圧、絶対温度、および特定のガス定数に基づいて決定されます。

空気の希薄化の主な発生パターンと原理は、ゲイ・リュサックの法則とボイル・マリオットの法則によって説明されます。彼らによると、温度が高く、圧力が低いほど、空気は希薄になります。同時に、湿度も重要です。湿度が増加すると、密度が減少します。

薄い空気と高度

地球の重力は、磁石のように、地球にアクセスできるすべての物体を引き寄せます。だからこそ、私たちは宇宙を無秩序に漂うのではなく、歩きます。したがって、より多くの物質分子が底部に蓄積し、その密度と圧力も地表付近でより高くなります。そこから離れるほど、これらの指標は低くなります。

山などの標高の高い場所に登ると、呼吸が難しくなることに気づいたことがありますか? これは空気が薄いためです。高度が上がると、空気 1 リットル中の総酸素含有量は少なくなります。血液が適切に飽和されず、呼吸困難が生じます。

エベレストの高さは8488メートルです。頂上では、空気密度は海面での標準密度の 3 分の 1 になります。人は高度1500〜2500メートルですでに変化に気づくことができます。密度と圧力のさらなる変化はより鋭敏に感じられ、すでに潜在的な健康リスクを引き起こしています。

最も希薄な空気は、大気の外層である外気圏の特徴です。高度500～1000キロメートル上空から出発し、真空に近い宇宙空間へスムーズに移動します。宇宙のガスの圧力と密度は非常に低いです。

ヘリコプターと薄い空気

空気密度に大きく依存します。たとえば、地表からの「天井」を定義します。人にとってそれは1万メートルです。しかし、これほど高いところに上がるには、多くの準備が必要です。

航空機にも限界があります。ヘリコプターの場合は約6,000メートルです。飛行機よりもはるかに少ないです。すべては、この「鳥」の設計上の特徴と動作原理によって説明されます。

ヘリコプターはプロペラを使って揚力を獲得します。それらは回転し、空気を上と下の 2 つの流れに分けます。上部では空気はネジの方向に動き、下部では逆に動きます。したがって、装置の翼の下の密度はその上よりも大きくなります。ヘリコプターは下空に寄りかかって離陸するようです。

空気が希薄化すると、必要な圧力を作り出すことができなくなります。このような状況では、エンジン出力とプロペラの速度を大幅に向上させる必要がありますが、材料自体はそれに耐えられません。原則として、ヘリコプターは高度3〜4000メートルの密度の高い空気の中を飛行します。パイロットのジャン・ブーレが車を12.5千メートルまで持ち上げたのは一度だけだったが、エンジンから出火した。

山はその美しさと雄大さで人々を魅了します。古代、永遠そのもののように、美しく、神秘的で、心と心を魅了するそれらは、誰一人として無関心ではありません。溶けることのない雪に覆われた山頂、森林に覆われた斜面、高山の牧草地の息をのむような景色は、少なくとも一度は山で休暇を過ごした人を魅了し、また戻ってきます。

山の人々は平地よりも長生きであることは長い間注目されてきました。彼らの多くは、熟した老年まで生きながらも、元気と明晰な精神を保っています。病気になることが少なくなり、病気からの回復も早くなります。中部山岳地帯の女性は、低地地帯の女性よりもはるかに長く子供を産む能力を保持しています。

息を呑むような山々の景色は、深呼吸するのにとても心地よい、最も清らかな空気によって引き立てられています。 山の空気清潔で薬草や花の香りに満ちています。粉塵、産業煤煙、排気ガスがありません。呼吸がしやすくてたまりません。

山は、その美しさと雄大さだけでなく、幸福の持続的な改善、パフォーマンスの顕著な向上、強さとエネルギーの高まりによって人々を魅了します。山では平地に比べて気圧が低くなります。高度4キロメートルでは気圧は460mmHg、高度6キロメートルでは350mmHgになります。高度が上がると空気の密度が下がり、それに応じて吸入される酸素の量も減りますが、逆説的ですが、これが人間の健康に良い影響を与えます。

酸素は私たちの体を酸化させ、老化やさまざまな病気の原因となります。同時に、それなしでは人生はまったく不可能です。したがって、寿命を大幅に延ばしたい場合は、体内への酸素の流れを減らす必要がありますが、少なすぎても多すぎてもいけません。前者の場合は治療効果はありませんが、後者の場合は自分自身を傷つける可能性があります。この平均値は、酸素含有量が約 10% である海抜 1200 ～ 1500 メートルの中部山岳地帯の空気です。

現時点では、山での寿命を延ばす唯一の要因はすでに明らかに確立されています。それは山の空気であり、酸素含有量が減少し、これが体に非常に有益な効果をもたらします。

酸素が不足すると、さまざまな身体システム (心臓血管、呼吸器、神経) の機能が再構築され、予備力が働かなくなります。結局のところ、これは健康を回復し改善するための非常に効果的で、安価で、そして最も重要なことにアクセスしやすい方法であることがわかります。吸入空気中の酸素量が減少すると、それに関する信号が特別な受容体を介して延髄の呼吸中枢に伝達され、そこから筋肉に伝わります。胸部と肺の働きが増加し、人はより頻繁に呼吸し始め、それに応じて肺の換気と血液への酸素の供給が改善されます。心拍数が増加すると、血液循環が増加し、酸素がより早く組織に到達します。これは、新しい赤血球が血液中に放出されること、つまり赤血球に含まれるヘモグロビンが放出されることによっても促進されます。

これは、山の空気が人の活力に有益な効果をもたらすことを説明しています。山岳リゾートに来ると、多くの人が気分が良くなり、活力が活性化されることに気づきます。

しかし、より高い山に登ると、山の空気に含まれる酸素の量はさらに少なくなり、酸素不足に対する身体の反応はまったく異なります。低酸素症（酸素欠乏）はすでに危険であり、まず第一に神経系がその影響を受け、脳の機能を維持するのに十分な酸素がないと意識を失う可能性があります。

山では太陽の放射がはるかに強いです。これは、空気の密度、塵や水蒸気の含有量が高度とともに減少するため、空気の透明度が高いためです。太陽放射は、空気中に生息し、有機物を分解する多くの有害な微生物を殺します。しかし最も重要なことは、太陽放射が山の空気をイオン化し、酸素やオゾンのマイナスイオンを含むイオンの生成を促進することです。

私たちの身体が正常に機能するには、呼吸する空気中にマイナスとプラスに帯電したイオンの両方が、厳密に定義された比率で存在する必要があります。このバランスが何らかの方向に崩れると、私たちの幸福と健康に非常に悪影響を及ぼします。同時に、現代の科学データによると、マイナスに帯電したイオンは食品中のビタミンと同じように人間にとって必要です。

田舎の空気では、晴れた日の両方の電荷のイオン濃度は 1 立方センチメートルあたり 800 ～ 1000 に達します。一部の山岳リゾートでは、その濃度は数千に達します。したがって、山の空気はほとんどの生き物に癒しの効果をもたらします。ロシアの長寿者の多くは山岳地帯に住んでいる。薄い空気のもう一つの影響は、放射線の有害な影響に対する体の抵抗力を高めることです。しかし、高地では紫外線の割合が急激に増加します。紫外線が人体に与える影響は非常に大きいです。皮膚が火傷する可能性があります。これらは目の網膜に悪影響を及ぼし、激しい痛みや一時的な失明を引き起こすことがあります。目を保護するために、遮光レンズ付きの眼鏡を使用し、顔を保護するためにつばの広い帽子をかぶる必要があります。

最近、オロセラピー（山の空気を用いた治療）や常圧低酸素療法（酸素含有量の低い希薄空気を用いた治療）などの技術が医学の分野で普及してきました。山の空気の助けを借りて、次の病気を予防し、治療できることが正確に確立されています：上気道の損傷に関連する職業病、さまざまな形態のアレルギーおよび免疫不全状態、気管支喘息、広範囲の疾病群神経系、筋骨格系の疾患、心血管系の疾患、胃腸疾患、皮膚疾患。低酸素療法は、非薬物治療法として副作用を排除します。

まず最初に、「退院」ではなく「まばら」という言葉の意味について説明することに注意してください。「除隊」とは「任務を剥奪される」という意味です。

リボルバーは弾が入っていない可能性がありますが、空気が希薄になっている可能性があります。

薄い空気とは何ですか

「まばら」という言葉は「まばらな」という形容詞から来ています。つまり、密度が低下します。これは、空間 1 立方センチメートルあたりの分子の数が、誰もが吸い慣れている空気よりも少なくなったときの空気の状態です。

自然界では高地で見られます。たとえば、山の中や飛行機で到達できる大気の層などです。海面から上がれば上がるほど、空気は薄くなります。その結果、空間は真空、つまり空間内に空気分子が完全に存在しない状態になります。

高度が上がるにつれて密度が減少するのは、地面から離れるほど、地球の重力が酸素粒子に与える影響が小さくなるためです。空気の最大密度は地表近く、特に多くの植物が生育する場所であることがわかりましたが、オープンスペースには空気がまったくなく、完全な真空があります。人工的に空気を薄くすることもできます。

飛行機内

旅客機は地表から約10〜12キロメートル上空に上昇します。ロケットとターボジェットエンジンを搭載した空飛ぶ乗り物は最大 100 km まで飛行できますが、一般人は飛行できず、特別な訓練を受けた人だけが飛行できます。このような高さでは人体の生存は不可能です。飛行中の飛行機のドアが開いたり、客室が緊急減圧になったりすると、飛行機に乗っている乗客は全員即死してしまいます。

しかし、密閉された密閉された客室内であっても、人々は不快感を感じることがあります。

高血圧;
ポーンの耳。
足が腫れる。

頻繁に飛行機に乗るのは健康に良くありません。圧力の変化、高レベルの一酸化炭素、過度の加速 - これらすべてが心血管系に影響を与えます。妊娠中の女性や高血圧患者は、通常、この方法で移動することはお勧めできません。

山中に

地球上で最も高い場所はエベレストの頂上です。この山の最高点は標高8,000メートル以上に達し、非常に高いです。

人は本能的に高所を恐れ、より低いところへ行こうとします。これは、高い場所から落ちる可能性があるためだけでなく、高さが人間の健康に悪影響を及ぼし、場合によっては致命的な影響を与える可能性があるためでも発生します。

薄い空気の特性に完全に慣れることは不可能ですが、適応することはできます。高い山に登る登山家は、このために何年もかけて準備します。彼らはまた、一定の高さを獲得したら、徐々に登る必要があることを知っています - あなたはそれに慣れる必要があります。準備ができていない人がエベレストやさらに低い山に急登すると、おそらく高山病に悩まされるでしょう。健康で体力のある人の場合、臨界高度は 2.5 km 以上、病気の人や高齢者の場合は 1 km 以上です。この病気の症状は次のとおりです。

頭痛やめまい;
呼吸困難;
吐瀉物;
体力が急激に低下し、その後突然体力が上昇する。
現実に対する不十分な認識。

人が突然幸せになったという感覚を持っている場合、これは非常に悪い兆候です。眠気が続いて、眠ってしまうと目が覚めません。

最悪の場合、高山病は長期間にわたって実質的に無症状であり、その後突然意識を失うことです。何もせず、すぐに倒れなければ、その人は死んでしまいます。最も有害なのは、中枢神経系の低酸素症または酸素欠乏です。

希薄化空気による治療

しかし、山の空気は非常に役立つという意見があります。そしてこの意見は真実であり、さらに、希薄な空気による治療と修復であるオロセラピーさえあります。

治療の原理は、一定濃度の希薄な空気が入ったカプセルの中に人を入れることです。

口腔療法は次のような場合に効果的です。

体のアレルギー反応。
中枢神経系の病気;
妊娠の病状の予防。
貧血;
再生を刺激する必要性。

この技術は1987年からロシアで使用されている。このような治療は、臨床現場でのみ医師の監督の下で行われるべきです。結局のところ、電流も放射線も、誤った線量では死亡しますが、正確に計算された線量では治癒します。山岳空気発生器を使用すると、臨床状況で空気を薄くすることができます。

5月29日は、世界最高峰エベレスト初登頂からちょうど66年目となる。さまざまな遠征で何度も挑戦した後、1953 年にニュージーランド人のエドモンド・ヒラリーとネパールのシェルパであるテンジン・ノルゲイが、海抜 8,848 メートルの世界最高峰に到達しました。

これまでに9,000人以上がエベレストを制覇し、登頂中に300人以上が死亡した。別の登山者が病気になった場合、人は頂上に到達する 150 メートル手前で向きを変えて下山するでしょうか。また、酸素なしでエベレストに登ることは可能ですか - 私たちの資料で。

頂上を征服するか、他の人の命を救うか

世界最高峰を制覇したいと願う人は年々増えています。彼らは数万ドルに上る登山費用（登山許可証だけでも1万1000ドルかかり、さらにガイドやシェルパのサービス、特別な服装や装備も必要）や、健康や生命へのリスクを恐れていない。同時に、多くの人はまったく準備ができていません。彼らは山のロマンスと山頂を征服したいという盲目的な願望に惹かれますが、これは生き残るための最も困難な試練です。 2019年の春シーズンには、すでに10人がエベレストに登頂している。メディア報道によると、今春ヒマラヤで合計20人が死亡し、これは2018年全体の死者数を上回っている。

もちろん、現在ではエクストリームツーリズムが盛んに行われており、長年の経験を持つ登山家もこのことに注目しています。以前はエベレストに登るのに何年も待たなければなりませんでしたが、今では次のシーズンの許可を得るのは問題ありません。ネパールはこの春だけで381件のリフトライセンスを販売した。このため、生命にとって重要な高地である山頂へのアプローチには、何時間にもわたる観光客の列が形成されました。酸素が不足したり、そのような状態を維持するのに十分な身体リソースがなくなったりして、人々が歩くことができなくなったり、誰かが死亡したりする状況があります。グループのメンバーの一人が病気になった場合、残りのメンバーは、その人を離れて、生涯かけて準備してきた目標を達成するための道を歩み続けるか、それとも方向転換して下り坂を下り、他の人の命を救うかという疑問を抱きます。人？

これまでに200回以上登頂した登山家ニコライ・トットミャニン氏（うち、8,000メートルまでの登頂が5回、7,000メートルまでの登頂が53回）によると、ロシアの山岳遠征のグループでは、それ以上先に進めない人を残しておくのは習慣ではないという。誰かの気分が悪くなり、重大な健康上のリスクがある場合、グループ全体が方向転換して落ち込みます。これは彼の練習中に何度も起こりました。ゴールの150メートル手前で遠征全体を引き返さなければならないことが起こりました（ちなみに、ニコライ自身は酸素ボンベなしでエベレストの頂上に2回登りました）。

人を救うことが不可能な状況があります。しかし、彼が死ぬか健康を損なう可能性があることを知りながら、ただ彼を残して移動を続けることは、私たちの概念によればナンセンスであり、まったく受け入れられません。人の命はどんな山よりも大切です。

同時にトットミャニンは、エベレストではさまざまな国の営利団体が集まっているため状況が異なると指摘し、「他の人、たとえば日本人にはそのような原則がありません。そこでは誰もが自分のために行動し、自分の利益の程度を認識しています」と述べた。彼が永遠にそこに留まる責任がある。」もう 1 つの重要な点は、プロではない登山者は危機感を持たず、危険に気づいていないということです。そして、酸素がほとんどない極限状況にあると、身体は精神的なものも含めてあらゆる活動が制限されてしまいます。「そのような状況では、人々は不適切な決定を下すため、移動を続けるかどうかの決定を人に委ねることは不可能です。これはグループまたは遠征隊のリーダーが行うべきです」とトットミャニンは要約します。

酸素欠乏

そんな高みにいる人はどうなるのでしょうか？私たち自身が頂上を征服することを決意したと想像してみましょう。私たちはほぼ高原の都市（モスクワの場合、これは平均海抜156メートルです）に住んでおり、高い気圧に慣れているため、山間部に入ると体がストレスを感じます。

これは、まず第一に、山岳地帯の気候は気圧が低く、海面よりも空気が薄いためです。一般に信じられていることに反して、空気中の酸素の量は高度によって変化せず、酸素の分圧 (張力) が減少するだけです。

つまり、薄い空気を呼吸すると、低空ほど酸素が吸収されません。その結果、体内に入る酸素の量が減少し、人は酸素欠乏を経験します。

そのため、山に来ると、肺にきれいな空気が満たされる喜びの代わりに、たとえ短い距離を歩いているだけでも、頭痛、吐き気、息切れ、ひどい疲労感に襲われることがよくあります。

酸素欠乏（低酸素）– 息を止めていること、痛みを伴う状態、大気中の酸素濃度が低いことなど、さまざまな要因によって引き起こされる、生物全体と個々の臓器や組織の両方の酸素欠乏状態。

そして、私たちがより高く、より速く上昇するほど、健康への影響はより深刻になる可能性があります。高地では高山病を発症する危険性があります。

高さはどれくらいですか:

最大1500メートル – 低高度（ハードワークをしても生理学的変化はありません）。
1500～2500メートル – 中級（生理学的変化が顕著、血中酸素飽和度が90パーセント未満（正常）、高山病の可能性は低い）。
2500～3500メートル - 高地（急上昇すると高山病が発症します）。
3500～5800メートル – 非常に高い標高（高山病が頻繁に発生し、血中酸素飽和度が90パーセント未満で、重度の低酸素血症（運動中の血中酸素濃度の低下））。
5,800 メートル以上 – 極端な高度（安静時に重度の低酸素血症、進行性の悪化、最大限の順応にもかかわらず、そのような高度に継続的に滞在することは不可能）。

高山病– 吸入空気中の酸素分圧の低下による酸素欠乏に伴う痛みを伴う状態。標高約2000メートル以上の高山に発生します。

無酸素エベレスト

世界最高峰は多くの登山家の夢です。高さ 8848 メートルの未征服の塊を認識することは、前世紀の初めから人々の心を興奮させてきました。しかし、人々が初めてその頂上に到達したのは 20 世紀半ばになってからでした。1953 年 5 月 29 日、この山はついにニュージーランド人のエドモンド・ヒラリーとネパールのシェルパであるテンジン・ノルゲイを征服しました。

1980年の夏、ある人が別の障害を克服しました。有名なイタリアの登山家ラインホルト・マスナーは、登山で使用される特別なシリンダーに補助酸素を入れずにエベレストに登頂しました。

医師だけでなく多くのプロ登山家も、二人の登山家、ノルゲイとマスナーが頂上に到達したときの感覚の違いに注目しています。

テンジン・ノルゲイの回想録によれば、「太陽が輝いていて、空が輝いていました。これまでの人生でこれ以上青い空を見たことはありませんでした。見下ろして、過去の遠征で思い出に残る場所を認識しました...私たちの周りの四方には、偉大なヒマラヤ山脈…これほどの光景はこれまで見たことがないし、これからも見ることはない――荒々しく、美しく、恐ろしい。」

そして、これがメスナーの同じ山頂での思い出です。「私は雪の中に沈み込み、疲労で石のように重くなった...しかしここには休息はありません。私は疲れ果てて限界まで疲れ果てました...さらに30分、そして私は終わりました...出発の時間です「何が起こっているのか、何の実感もありません。疲れすぎています。」

2 人の登山者の凱旋登頂の描写にこれほど大きな違いが生じたのはなぜでしょうか? 答えは簡単です。ラインホルト・マスナーは、ノルゲイやヒラリーとは異なり、酸素を吸っていませんでした。

エベレストの頂上で息を吸い込んだ場合、脳に供給される酸素量は海面よりも 3 倍少なくなります。ほとんどの登山家が酸素ボンベを使って山頂を制覇することを好むのはこのためです。

八千山（標高8000メートル以上の頂上）には、いわゆるデスゾーンがあり、寒さと酸素不足のため、人は長時間滞在できない高さです。

多くの登山家は、ブーツの紐を結んだり、お湯を沸かしたり、着替えたりするなど、最も単純なことを行うのが非常に困難になることに気づいています。

私たちの脳は酸素欠乏時に最もダメージを受けます。体の他の部分を合わせた量の10倍の酸素を消費します。標高 7500 メートルを超えると、人が受け取る酸素が非常に少なくなるため、脳への血流が途絶え、脳が腫れる可能性があります。

脳浮腫は、脳または脊髄の細胞および細胞間空間における体液の過剰な蓄積と、脳容積の増加によって現れる病理学的過程です。

標高 6,000 メートルを超えると、脳は非常に大きな影響を受け、一時的に発狂することがあります。反応が遅いと動揺したり、不適切な行動をとったりする可能性があります。

たとえば、最も経験豊富なアメリカ人ガイド兼登山家のスコット・フィッシャーは、標高7000メートル以上で脳浮腫を患った可能性が高く、避難のためにヘリコプターを呼んでほしいと頼んだ。通常の状況では、たとえ経験の浅い登山者でも、ヘリコプターがそのような高さまで飛行しないことはよく知っています。この事件は悪名高い 1996 年のエベレスト登山中に発生し、登山者 8 名が下山中の嵐で死亡しました。

この悲劇は多数の登山者が亡くなったことで広く知られるようになった。 1996 年 5 月 11 日の登山では、ガイド 2 名を含む 8 名が死亡しました。その日、いくつかの商業遠征隊が同時に頂上に登った。このような遠征の参加者はガイドにお金を支払い、ガイドはルート沿いの顧客に最大限の安全性と日常の快適さを提供します。

1996 年の登山参加者のほとんどはプロの登山家ではなく、ボトル入りの補助酸素に大きく依存していました。さまざまな証言によると、その日は 34 人が同時に山頂に突入し、登頂が大幅に遅れたという。その結果、最後の登山者が山頂に到着したのは16時過ぎでした。重要な上昇時間は 13:00 であると考えられており、この時刻を過ぎるとガイドは明るいうちに下山する時間を確保するためにお客様を引き返す必要があります。 20 年前には、二人のガイドのどちらも、そのような命令を時間内に出すことはできませんでした。

登山が遅れたため、多くの参加者は下山までの酸素が残っておらず、その間に強力なハリケーンが山を襲いました。その結果、真夜中を過ぎても多くの登山者がまだ山腹にいた。酸素がなく視界も悪かったため、彼らはキャンプに行く道を見つけることができませんでした。そのうちの何人かはプロの登山家アナトリー・ブクレーエフによって単独で救出された。山では低体温症と酸素不足により8人が死亡した。