Самая низкая температура человека: Пониженная температура тела — причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения
Ученые зафиксировали в Антарктиде самую низкую температуру на планете
Самая низкая температура на Земле составляет -98°C, выяснили ученые. Новый температурный рекорд был зафиксирован на севере Антарктиды. По мнению исследователей, температура может упасть и еще ниже, если для этого будут подходящие условия.
Несмотря на то, что человечество исследовало Землю вдоль и поперек, ученые продолжают делать открытия, заставляющие переписывать учебники. Вот и американские исследователи из Колорадского университета в Боулдере внесли свой вклад —
они выяснили, что температура в Антарктиде способна опускаться почти до -100°C.
Об открытии нового температурного рекорда они рассказали в статье в журнале Geophysical Research Letters.
Ранее самая низкая зафиксированная температура в Антарктиде составляла -93°C, эти данные были получены в 2013 году. Новый рекорд, как и предыдущий, был установлен в восточной части материка. Исследователи обнаружили его, изучив показатели спутников, фиксирующих изменения температуры в Антарктиде, и сверив результаты с данными наземных метеорологических станций.
Теперь самая низкая температура на Земле официально составляет -98°C. Температурный рекорд был установлен 31 июля 2010 года.
«Я никогда не находился в таком холоде и, надеюсь, никогда не буду, — делится Дойл Райс, один из исследователей. —
Говорят, там каждый вдох приносит боль и нужно быть предельно осторожным, чтобы не отморозить горло и легкие при дыхании. Это намного холоднее, чем в Сибири или на Аляске».
«Такую температуру можно ощутить на полюсах Марса в ясный летний день», — сравнивает Тед Скамбос, ведущий автор исследования.
Температура опускается настолько низко в ледяных «карманах» глубиной до трех метров.
Ученые использовали данные спутников NASA Terra и Aqua, а также измерения спутников Национального управления океанических и атмосферных исследований США за 2004-2016 годы. Наибольшие перепады температуры, как выяснилось, происходят в Южном полушарии ночами в июне-августе. Температура ниже -90°C регистрируется там регулярно.
Также исследователи определили условия, благоприятствующие установлению температурного минимума: ясное небо, легкий ветерок и крайне сухой воздух.
Даже минимальное содержание водяного пара в воздухе способствует его нагреванию, хотя и не сильному.
«В этом районе в определенные периоды воздух очень сухой, и это позволяет снегу легче отдавать тепло», — поясняет Скамбос.
Температурный рекорд был отмечен сразу в нескольких точках на расстоянии в сотни километров друг от друга. Это заставило исследователей задуматься — есть ли вообще предел для похолодания?
«Все зависит от того, как долго сохраняются условия, позволяющие воздуху охлаждаться, и того, сколько в атмосфере водяного пара», — считает Скамбос.
Чрезвычайно сухой и холодный воздух опускается в ледяные карманы и становится все холоднее и холоднее, пока не изменятся погодные условия. По словам исследователей, температура может опуститься и еще ниже, просто для этого потребуется очень много ясных и сухих дней подряд.
Если этот рекорд и удастся побить, то явно нескоро, считают авторы работы. Повышение уровня углекислого газа в атмосфере и в связи с этим увеличение количества водяного пара отнюдь не способствует появлению необходимых для этого условий.
«Наблюдение за процессами, от которых зависит низкая температура воздуха и поверхности Земли, показывает, что в будущем мы будем фиксировать экстремально низкие температуры реже», — пишут исследователи.
Исследователи отмечают, что полученные данные — это показатели, зафиксированные удаленно. Самой низкая температура, зарегистрированная на наземной метеорологической станции, составила -89,2°C. Она была зафиксирована 21 июля 1983 года на советской антарктической станции «Восток».
Из-за того, что современные данные были получены со спутников, а не напрямую, некоторые исследователи отказываются признавать их значимость.
«Восток» — по-прежнему самое холодное место на Земле, — настаивает профессор географии Аризонского университета и специалист Всемирной метеорологической организации Рэнди Червену. — Здесь было использовано дистанционное зондирование, а не стандартные метеорологические станции, поэтому мы во Всемирной метеорологической организации не признаем эти результаты».
В США самая низкая температура была зафиксирована на Аляске в поселении Проспект-Крик. Температурный рекорд, установленный 23 января 1971 года, составил -80°C.
Какая самая низкая температура зафиксирована у человека?
В мае 1999 года 29-летняя шведка Анна Богенхольм вместе с двумя коллегами пошла кататься на лыжах. Она упала, проломила головой толстый слой льда и оказалась в ловушке в горном ручье. Лед сразу же сомкнулся и на поверхности остались лишь ноги Анны.
В тот момент она была еще жива: Анна дышала благодаря воздушной прослойке между водой и льдом и изо всех сил старалась оставаться в сознании. Через 40 минут после падения ее тело обмякло, а сердце остановилось.
Только через 80 минут с момента, как Анна провалилась под лед, ее удалось вытащить из ловушки — к тому моменту температура ее тела снизилась до 13,7 градуса. Усилиями врачей Анну удалось вернуть к жизни, а через полгода девушка полностью восстановилась.
Большинство людей умирает, когда температура их тела падает до 26–25 градусов.
Но в хирургии применяется охлаждение примерно до 9 градусов: медицинская аппаратура позволяет безопасно выводить организм из этого состояния.
Заведующий отделением неотложной медицинской помощи больницы Мэдс Гильберт знал по опыту: есть небольшая вероятность того, что сильный холод на самом деле сохранил женщине жизнь.
“За последние 28 лет у нас были 34 пациента со случайным переохлаждением и остановкой сердца. Их отогревали до исходной температуры при сердечно-легочном шунтировании, и 30% пациентов выжили, — рассказывал он. — Главный вопрос в следующем: когда замерз пациент — до остановки сердца и кровообращения или после?”»
«Понижение температуры тела останавливает кровообращение, но оно также снижает потребность организма (в частности, клеток головного мозга) в кислороде. Если перед остановкой сердца температура жизненно важных органов успела достаточно опуститься, это может отсрочить гибель клеток от недостатка крови и дать скорой помощи дополнительное время на спасение жизни.
“Гипотермия увлекательна, потому что это обоюдоострый меч, — сообщил Гильберт. — С одной стороны, она может защитить, а с другой — убить. Все дело в степени контролируемости процесса. Надо полагать, что Анна замерзала довольно медленно, но достаточно эффективно, и к моменту остановки сердца ее мозг охладился настолько, чтобы потребность его клеток в кислороде упала до нуля. Правильное искусственное дыхание способно обеспечить до 30-40% церебрального кровообращения. В подобных случаях этого часто бывает достаточно, чтобы сохранять человеку жизнь на протяжении семи часов, пока мы пытаемся перезапустить ему сердце”»
К счастью, Богенхольм почти полностью выздоровела. Спустя лет после несчастного случая она работала рентгенологом в той же больнице, где ей спасли жизнь.
Женщина пережила случайное переохлаждение, но в наши дни врачи все чаще намеренно провоцируют его, чтобы выиграть дополнительное время для проведения сложных медицинских процедур. В своей книге «Экстремальная медицина» (Extreme Medicine) Кевин Фонг рассказал историю Эсмаила Дежбода, лечившегося в 2010 году:
«Эсмаила Дежбода начали беспокоить болезненные симптомы: тяжесть, временами сильная боль в груди.
Томография показала наличие серьезных проблем: аневризмы грудной аорты и отека главной ведущей от сердца артерии. Этот сосуд увеличился вдвое — до диаметра банки кока-колы.
Эсмаил носил в груди бомбу, готовую разорваться в любой момент. Другие аневризмы обычно оперируются достаточно просто. Но в этом месте — в непосредственной близости от сердца — легких вариантов не бывает. Грудная аорта несет кровь из сердца в верхнюю часть тела, снабжая кислородом мозг и другие органы. Для успешной операции нужно прервать этот поток, остановив кровообращение. При нормальной температуре тела, да еще в совокупности с сопутствующим кислородным голоданием, это повредило бы мозг и привело к инвалидности или смерти в течение трех-четырех минут.
Врач Эсмаила, доктор медицинских наук кардиохирург Джон Элефтериадес, решил провести процедуру при использовании глубокого гипотермического циркуляторного ареста (ГЦА). Чтобы охладить тело пациента до 18°C перед полной остановкой сердца, хирург использовал аппарат искусственного кровообращения, затем максимально быстро, не давая пациенту умереть на столе, провел операцию…»
Это сложнейшая операция:
«Хотя у доктора Элефтериадеса большой опыт в ГЦА, по его словам, он каждый раз чувствует себя так, словно испытывает удачу.
После того, как кровообращение остановлено, у хирурга есть не более 45 минут до необратимого повреждения мозга пациента; без искусственной гипотермии было бы всего четыре.
Доктор накладывает швы элегантно и эффективно, не делая ни одного лишнего движения. Он должен удалить поврежденный участок аорты длиной около 15 см и заменить его искусственным имплантом. В данный момент в мозге Эсмаила нет электрической активности. Пациент не дышит, у него отсутствует пульс. Физически и биохимически он неотличим от мертвеца».
Эту фразу стоит подчеркнуть: «физически и биохимически он неотличим от мертвеца». Однако его еще можно оживить. Фонг продолжил:
«Через 32 минуты операция завершена. Команда врачей отогревает замерзшее тело Эсмаила, и очень быстро сердце пациента рывками возвращается к жизни, прекрасно перекачивая кровь и доставляя свежий кислород к его мозгу впервые за последние полчаса».
Tags: Медицина
Самое холодное место во Вселенной | Наука
Блестящая идея: Вольфганг Кеттерле (в своей лаборатории Массачусетского технологического института) надеется открыть новые формы материи, изучая ультрахолодные атомы.
Ричард ХовардГде находится самое холодное место во Вселенной? Только не на Луне, где температура опускается всего до минус 378 градусов по Фаренгейту. Даже в самом глубоком космосе, фоновая температура которого оценивается примерно в минус 455°F. Насколько могут судить ученые, самые низкие из когда-либо достигнутых температур наблюдались совсем недавно именно здесь, на Земле.
Рекордно низкие температуры были одним из последних достижений ультрахолодной физики, лабораторного исследования материи при температурах настолько умопомрачительно низких, что атомы и даже свет ведут себя весьма необычным образом. Электрическое сопротивление в некоторых элементах исчезает ниже примерно минус 440°F, явление, называемое сверхпроводимостью. При еще более низких температурах некоторые сжиженные газы становятся «сверхтекучими», способными просачиваться сквозь стенки, достаточно твердые, чтобы удерживать любую другую жидкость; они даже, кажется, бросают вызов гравитации, когда они ползут вверх, над своими контейнерами и из них.
Физики признают, что они никогда не смогут достичь самой низкой мыслимой температуры, известной как абсолютный ноль и давно рассчитанной как минус 459,67°F. Для физиков температура — это мера скорости движения атомов, отражение их энергии, а абсолютный ноль — это точка, в которой абсолютно не остается тепловой энергии, которую можно было бы извлечь из вещества.
Но несколько физиков намерены максимально приблизиться к этому теоретическому пределу, и именно для того, чтобы получить лучшее представление об этом самом редком соревновании, я посетил лабораторию Вольфганга Кеттерле в Массачусетском технологическом институте в Кембридже. В настоящее время он является рекордсменом — по крайней мере, согласно Книга рекордов Гиннеса 2008 — самая низкая температура: 810 триллионных долей градуса по Фаренгейту выше абсолютного нуля. Кеттерле и его коллеги совершили этот подвиг в 2003 году, работая с облаком молекул натрия диаметром около тысячной дюйма, захваченных магнитами.
Я прошу Кеттерле показать мне место, где был установлен рекорд. Мы надеваем очки, чтобы защитить себя от ослепления инфракрасным излучением лазерных лучей, которые используются для замедления и тем самым охлаждения быстро движущихся атомных частиц. Мы пересекаем холл из его солнечного кабинета в темную комнату с нагромождением связанных между собой проводов, маленьких зеркал, вакуумных ламп, лазерных источников и мощного компьютерного оборудования. «Прямо здесь», — говорит он, его голос становится громче от волнения, когда он указывает на черный ящик, к которому ведет обернутая алюминиевой фольгой трубка. «Здесь мы сделали самую низкую температуру».
Достижение Кеттерле стало результатом его поисков совершенно новой формы материи, называемой конденсатом Бозе-Эйнштейна (БЭК). Конденсаты не являются стандартными газами, жидкостями или даже твердыми телами. Они образуются, когда облако атомов — иногда миллионы и более — входят в одно и то же квантовое состояние и ведут себя как единое целое.
Альберт Эйнштейн и индийский физик Сатьендра Бозе в 1925 году предсказали, что ученые смогут создать такую материю, подвергая атомы воздействию температур, приближающихся к абсолютному нулю. Семьдесят лет спустя Кеттерле, работавший в Массачусетском технологическом институте, и почти одновременно Карл Виман, работавший в Колорадском университете в Боулдере, и Эрик Корнелл из Национального института стандартов и технологий в Боулдере создали первые конденсаты Бозе-Эйнштейна. Все трое сразу же получили Нобелевскую премию. Команда Кеттерле использует БЭК для изучения основных свойств материи, таких как сжимаемость, и лучшего понимания странных низкотемпературных явлений, таких как сверхтекучесть. В конечном счете, Кеттерле, как и многие физики, надеется открыть новые формы материи, которые могли бы действовать как сверхпроводники при комнатной температуре, что произвело бы революцию в том, как люди используют энергию. Для большинства лауреатов Нобелевской премии эта награда завершает долгую карьеру.
Еще один претендент на самое холодное место находится в Кембридже, в лаборатории Лене Вестергаард Хау в Гарварде. Ее личный рекорд составляет несколько миллионных долей градуса Фаренгейта выше абсолютного нуля, что близко к показателю Кеттерле, которого она тоже достигла, создавая БЭК. «Теперь мы делаем BEC каждый день», — говорит она, когда мы спускаемся по лестнице в лабораторию, битком набитую оборудованием. Платформа размером с бильярдный стол в центре комнаты выглядит как лабиринт, построенный из крошечных овальных зеркал и лазерных лучей толщиной с карандаш. Используя BEC, Хау и ее коллеги сделали то, что может показаться невозможным: они замедлили свет практически до полной остановки.
Скорость света, как мы все слышали, постоянна: 186 171 миля в секунду в вакууме. Но в реальном мире, вне вакуума, все иначе; например, свет не только изгибается, но и немного замедляется, когда проходит через стекло или воду. Тем не менее, это ничто по сравнению с тем, что происходит, когда Хау направляет лазерный луч света на BEC: это все равно, что бросать бейсбольный мяч в подушку. «Во-первых, мы снизили скорость до скорости велосипеда, — говорит Хау. «Теперь он ползет, и мы действительно можем его остановить — держим свет полностью внутри BEC, смотрим на него, играем с ним, а затем отпускаем, когда будем готовы».
Она может управлять светом таким образом, потому что плотность и температура БЭК замедляют световые импульсы. (Недавно она продвинулась в экспериментах на шаг вперед, остановив импульс в одном БЭК, преобразовав его в электрическую энергию, передав его другому БЭК, затем выпустив его и снова отправив в путь.) Хау использует БЭК, чтобы больше узнать о природе. света и как использовать «медленный свет», то есть свет, заключенный в BEC, для повышения скорости обработки компьютеров и предоставления новых способов хранения информации.
Не все исследования ультрахолода проводятся с использованием БЭК. В Финляндии, например, физик Юха Туориниеми магнитно манипулирует ядрами атомов родия, чтобы достичь температуры в 180 триллионных долей градуса по Фаренгейту выше абсолютного нуля. (Несмотря на рекорд Гиннеса, многие эксперты считают, что Туориниеми достиг даже более низких температур, чем Кеттерле, но это зависит от того, измеряете ли вы группу атомов, например, БЭК, или только части атомов, например ядра.)
Может показаться, что стоит попытаться достичь абсолютного нуля, но Кеттерле говорит, что знает лучше. «Мы не пытаемся, — говорит он. «Там, где мы находимся, достаточно холодно для наших экспериментов». Это просто не стоит усилий, не говоря уже о том, что, согласно физикам, понимающим теплоту и законы термодинамики, это невозможно. «Чтобы высосать всю энергию, каждую ее частичку, и достичь нулевой энергии и абсолютного нуля — для этого потребуется возраст Вселенной».
Том Шахтман — автор книги «Абсолютный ноль и покорение холода », которая легла в основу будущего документального фильма PBS «Nova».
Рекомендуемые видео
Самая низкая температура из когда-либо зарегистрированных – текущие результаты минимум побил предыдущий мировой рекорд минимум -88,3 ° C (-126,9°F), установленный 24 августа 1960 года, также на Востоке.
Восток — российская научно-исследовательская станция, расположенная высоко в центре ледяного щита Восточной Антарктиды, примерно в 1300 км от географического Южного полюса.
Это место, где зимой не восходит солнце. Помимо того, что станция находится очень далеко на юге, большая высота станции на высоте 3420 метров (11 220 футов) способствует тому, что становится очень холодно.
Условия, вызвавшие исключительно низкое падение температуры на Востоке 19 июля83 были ясные небеса сопровождались тихим воздухом. Вертикальное перемешивание воздуха было минимальным, некоторое время ветра не было.
Восток не является исключением в температурном режиме Антарктики. 20 июля 1968 года температура на другой высотной исследовательской базе, называемой Станцией Плато, упала до -86,2 °C (-123,1 °F).
В поисках еще более низких температур
Температура на Востоке самая низкая в мире с момента начала официального учета в 1912 году. Вполне вероятно, что где-то на Земле температура упала еще ниже, но оборудования в то время просто не было чтобы сделать правильные замеры. В конце концов, не многие люди тусуются в самых суровых условиях на земле.
Но ученые недавно установили метеостанцию, где, по их мнению, температура даже ниже, чем на Востоке.
В общем, сочетание подходящей погоды и местной географии приводит к сильным холодам. Самая холодная погода не требует солнца, ясного неба и спокойного воздуха. Географически самые низкие температуры бывают вблизи полюсов и вдали от океанов. Восточное антарктическое плато, центрально-восточная часть Сибири и ледяная шапка центральной Гренландии предлагают такие условия.
На возвышенностях также становится холоднее. Так несколько лет назад ученые в восточной Антарктике забрались наверх в поисках температуры, которая побьет текущий рекордный минимум. Купол Аргус, чаще называемый Куполом А, представляет собой вершину ледяной шапки Восточной Антарктиды. Несмотря на то, что это самая высокая точка на континенте, Купол представляет собой тонкую вершину посреди массивного и довольно плоского ледяного поля.
Тем не менее, Купол А находится на высоте 664 метра (2178 футов) над Востоком, достаточно высоко, чтобы стать ощутимо холоднее. Кроме того, в Куполе А спокойный воздух и чистое небо, что способствует экстремальным похолоданиям.
В 2005 году китайские и австралийские ученые установили автоматическую метеостанцию в Куполе А для измерения дневной температуры. За первые пять лет эксплуатации самая низкая температура, зарегистрированная там, составила -82,5 ° C (-116,5 ° F) в июле 2005 года, что еще недостаточно для установления нового рекорда.
Дистанционное зондирование спутниками НАСА с 2003 по 2013 год замерило температуру поверхности в районе Купола А, которая была даже ниже, чем рекорд Востока. Самый низкий, найденный 10 августа 2010 г. , был -9.3,2 ° С (-135,8 ° F). Еще одно показание, почти такое же низкое (-93,0 ° C или -135,3 ° F), было сделано 13 июля 2013 года. Температура была обнаружена в небольших углублениях на ледяном ландшафте, где скапливается холодный воздух.
Сообщая об этих экстремальных температурах, Национальный центр данных по снегу и льду США (NSIDC) назвал августовский минимум 2010 года новым мировым рекордом. Рекорд не признан Всемирным архивом погодных и климатических экстремальных явлений Всемирной метеорологической организации, международным комитетом, который проверяет экстремальные погодные условия. Они не считают температуры, измеренные дистанционным зондированием, официальными данными. Таким образом, рекорд Востока, который был сделан с использованием стандартного оборудования и методов, до сих пор считается официальной самой низкой температурой на Земле.
Самые низкие температуры на севере
За пределами Антарктики в России самые низкие температуры в мире. Низкие температуры до -67,7 °C (-90 °F) были измерены в Верхоянске, Россия, в течение двух дней, 5 и 7 февраля 1892 года, и снова в Оймяконе, Россия, 6 февраля 1933 года.
Оба места находятся в часть Восточной Сибири на высоте около 107 метров (350 футов). В неофициальных сообщениях из этого района утверждается, что были достигнуты еще более низкие температуры, до -77,8 ° C (-108 ° F).
Что особенно поразительно в Верхоянске и Оймяконе, так это то, что в отличие от других мест с самыми низкими температурами в мире, это не современные исследовательские станции, которые посещают в основном ученые. Верхоянск и Оймякон – это многовековые города с несколькими сотнями постоянных жителей.
Самая низкая температура на западе
На другом конце света, в западном полушарии, самые низкие температуры были обнаружены в Гренландии. На Нортисе, исследовательской станции, созданной Британской экспедицией в Северной Гренландии на ледяной шапке, ученые зафиксировали минимальную температуру -66,1 ° C (-87 ° F) 9 января., 1954. Всего за две зарегистрированные зимы, с 1952 по 1954 год, температура в Нортисе опускалась ниже -59,4 ° C (-75 ° F) за 16 дней.