Занимательная спелеология. Часть 1

Из бездны Хаоса, сквозь огненное море
В пещеры Времени влечет водоворот...

М. Волошин

Ритмы и жизнь

Одно из основных и наиболее загадочных свойств живой материи - подверженность ритмам - закономерным чередованиям каких-нибудь элементов. Эти ритмы являются биологическими часами, регулирующими жизнь в целом. Потеря ритма приводит к нарушению основных функций органа или организма.

В головном мозге прослеживаются 4 основных ритма: 0,30 с (бета и дельта), 0,15 с (тета) и 0,07 с (альфа). Еще мельче ритмы биотоков мышц (0,03 с) и импульсов, проходящих по двигательным нервным волокнам (0,02 с).

Однако живые организмы тесно связаны со внешней средой и поэтому испытывают воздействие экологических ритмов. Наибольшее значение имеют 3 ритма: суточный (циркадный), месячный и годичный.

Суточный ритм регулирует сон и бодрствование, пониженную и повышенную активность, колебания температуры и кровяного давления - более 100 физиологических функций организма. Он "включается" регулярной сменой света и темноты.

Свет, попадая на сетчатку глаза, воздействует на гипоталамус (отдел головного мозга, осуществляющий интеграцию функций внутренних органов в целостную деятельность организма). Циркадный ритм - "защитный барьер" № 1. За это время должно произойти полное восстановление. Если нагрузки длительны, они отнимают часть времени, отведенного на отдых. "Амортизаторы" не выдерживают, и включается месячный ритм.

Месячный ритм имеет продолжительность 28-30 дней. Он ассоциируется с менструальными периодами у женщин и гормональной деятельностью у мужчин, внося большой вклад в формирование состояния человека.

Период околомесячного ритма нестабилен и во многом определяется внешними условиями (нагрузкой) и рефлексом цели (выполнение эксперимента, защита диссертации, написание книги). Годовой ритм имеет продолжительность около года. Некоторые ученые связывают его проявления (например, изменение скорости роста волос) с "остатками" в человеке животного мира, из которого он вышел.

Суточный ритм обеспечивается вращением Земли вокруг своей оси (24 ч 3 мин 56 с), месячный - вращением Луны вокруг Земли (27,3 сут), годовой - вращением Земли вокруг Солнца (365,26 сут). Таким образом, все они имеют космическую природу.

Лучше других изучен суточный ритм. На основании огромного объема объективных (температура тела, артериальное давление и пр.) и субъективных (колебания числа ошибок при тестах) наблюдений установлено, что все люди делятся на две группы.

"Жаворонки" рано просыпаются, чувствуют себя бодрыми и работоспособными в первой половине дня, рано ложатся спать. "Совы" засыпают далеко за полночь, просыпаются поздно.

Немецкий физиолог Хамп установил, что около 20% людей "жаворонки", 30% - "совы" и 50% - "аритмики", легко приспосабливающиеся к любому режиму. Вне зависимости от своего типа человек на протяжении суток испытывает два периода резкого спада (около 2 и 14 часов увеличивается количество допускаемых ошибок) и два менее выраженных периода подъема (в 7-9 и 17-19 часов число ошибок минимально).

С ритмами космоса связано и такое фундаментальное понятие, как время. Развитие идеи времени связано с возникновением человеческого сознания и мышления, с развитием языка. Время для наших предков - это ритмическое повторение известных явлений.

Именно поэтому почти все религиозные праздники проводятся в определенные фазы Луны. Солнце и Луна, демонстрирующие вечную повторяемость, возводились в ранг божества. Лунный месяц стал основой большинства календарей.

Циклические изменения, свойственные здоровому организму, нарушаются под воздействием физиологических и психических (заболевание), физических (быстрое перемещение по поверхности Земли или в околоземном пространстве), социальных (введение поясного времени, трехсменная работа) и других причин.

Изучение этих нарушений имеет огромное диагностическое и прогностическое значение. Широко известен годичный "полет" в герметичной камере - земном звездолете - врача Г. А. Мановцева, биолога А. Н. Блажко и техника Б. Н. Улыбышева, выполненный в 1969 г. Значительно меньше сведений о подобных экспериментах, проведенных в пещерах. Между тем пещеры - очень удобный объект для постановки самых разных исследований.

Вечная темнота - "отключение" от основной причины, вызывающей циркадный ритм; монотонность событий - возникновение сенсорного голода, влияющего на психику; чрезвычайный режим - мощная, длительная стресс-реакция, заставляющая проявляться всем резервным и защитным функциям организма.

Так спелеология выступила как помощник гелиобиологии, предоставив ей и подземные лаборатории, и "подопытных кроликов". Но, как всегда, обнаружилась и обратная связь. В начале XX в. исследования подземных пространств производились на протяжении одного маршрутного дня, с обязательным возвращением на поверхность для сна и отдыха.

Усложнение спелеологических объектов заставило менять тактическую схему. Изучать дальние части пещерных лабиринтов, проникать в карстовые глубокие шахты или преодолевать сложные сифоны невозможно без организации ПБЛ - подземных базовых лагерей и пребывания в них 5, 10, 15, а то и более суток.

Как скажутся на здоровье и жизнедеятельности человека микроклимат пещер и длительная изоляция от привычных условий? За этим простым вопросом стоят десятки сложнейших проблем, дать ответ на него можно только после специальных исследований, проведенных на современном научно-техническом и методическом уровне.

Именно поэтому ЮНЕСКО планирует создание пещерных гелиобиологических станций, материалы которых необходимы многим наукам.

Победившие одиночество

В популярной литературе наибольшую известность получили смелые эксперименты французского геолога Мишеля Сиффра. 16 июля 1962 г. он спустился в пропасть Скарассон, где на глубине более 100 м у края подземного ледника провел долгие 63 дня.

Одноместная палатка, постоянный холод, оптические обманы и галлюцинации, никакой связи с поверхностью - тысячи трудностей стояли на пути отважного спелеонавта, решившегося на "плавание вне времени". "Пещерные" сутки оказались длиннее земных: выйдя на поверхность 17 сентября, Сиффр был уверен, что в этот день было только 20 августа...

Опыт Сиффра вызвал цепную реакцию: за 35 лет проведено более 20 подобных экспериментов (табл. 7). Кроме того, имеются неподтвержденные данные, что в 70-е гг. четырехмесячный эксперимент провела француженка Эммануэла Шамеруа, а двухлетний - югослав Милутин Велькович.

Эксперименты преследовали различные цели. Чаще всего это были медицинские наблюдения над поведением человеческого организма, раздельно проводившиеся над мужчинами (Сиффр, Беркеши, Биценто, Мерете, Чижмарь, Монтальбини) и над женщинами (Вильяме, Бробекер, Ле-Гуэн), а также - над "тандемами" мужчина - мужчина (Шабер - Энгландер) и мужчина - женщина (Сенни - Лорез) в не связанных между собой пещерах.

Милутин Велькович занимался исследованиями пещеры, вел дневник (более 2000 страниц!), ухаживал за десятком кур, утками, щенком и кошкой. Женщины, кроме медицинских наблюдений, занимались вязанием, ткали гобелены (Лорез), слушали музыку (Бробекер).

Некоторые эксперименты не имели научных целей: Боб Пенмен решил побить рекорд Сиффра, просидев в пещере на один (!) день дольше его (по принятым правилам рекордный космический полет должен превышать предыдущий на 10%...); Дэвид Лафферти ушел в пещеру в целях рекламы, получив от ее хозяина, виконта Уайтмута, 650 фунтов стерлингов; за 127 суток он сжег 1438 свечей, потребил 454 л воды и 680 кг продуктов, прочитал 200 книг...

Таблица 7. Продолжительные одиночные пребывания под землей
Год проведения	Продолжительность, сутки	Фамилия и имя спелеолога	Страна
1962	63	Сиффр Мишель	Франция
1962	64	Пенмен Боб	""
1963	90	Вильяме Дороти	Австралия
1963	105	Уикмен Джофф	Англия
1964*	88	Лорез Жозиан	Франция
1964*	125	Сенни Антуан	""
1965	14	Беркеши Ласло	Венгрия
1965	21	Биценто Жерар	Франция
1965	109	Фийс Поль	""
1966*	181	Мерете Жан-Пьер	""
1966	110	Гийо Анри	""
1966*	127	Лафферти Дэвид	Англия
1966*	146	Шабер Жак	Франция
1966*	146	Энгландер Филипп	""
1969	130	?	Англия
1969*	28	Бробекер Элен	Франция
1969-70	463	Велькович Милутин	Югославия
1972*	205	Сиффр Мишель	Франция
1977	29	Чижмарь Юрий	СССР
1987*	210	Монтальбини Мауро	Италия
1988*	100	Ле-Гуэн Вероника	Франция
1989*	130	Фоллини Стефания	Италия

* Эксперименты, проведенные под эгидой НАСА.

Большинство одиночных экспериментов было хорошо подготовлено: выбиралась относительно безопасная пещера; оборудовалась спускоподъемными устройствами и односторонней (только из-под земли) связью; устанавливалась жилая палатка и сооружался склад для продуктов и воды, а также "шлюз" для бесконтактной передачи на поверхность анализов.

В отдельных случаях (М. Велькович) вход в пещеру замуровывался. На поверхности "в режиме ожидания" жила вспомогательная группа, фиксирующая время и содержание телефонных звонков. Научное обеспечение экспериментов зависело от поставленных задач.

Но не надо думать, что одиночное пребывание под землей - приятное dolce far niente... Вот как пишет в своем дневнике Мишель Сиффр: "...весь комплекс исследования самочувствия одиночки во враждебной среде пещер я осуществлял на себе. Самописцы на поверхности вычерчивали кривые моих сновидений, регистрировали работу желез, температуру тела, сердечный ритм, мозговые импульсы.

Диетологи программировали набор питательных веществ, которые я должен был потребить. Исследовалась работа моего кишечника и мочевого пузыря. Эндокринологи охотились за моими гормонами (не поручусь, что при этом они не замеряли прирост бороды...).

Никогда еще подобный шквал наблюдений не обрушивался на одного пациента. А в промежутках между этими наблюдениями я "езжу" на велоэргометре (2-5 км); измеряю температуру и барометрическое давление внутри палатки, мышечную силу правой и левой руки; стреляю в цель из пневматического ружья; дважды считаю от 1 до 25 по пальцам правой руки, последовательно дотрагиваясь большим пальцем до остальных; складываю 51 цифру, взятые наугад; вспоминаю 10 телефонных номеров; нанизываю на вязальную спицу разноцветные бусинки, чередуя определенным образом их цвета.

И все это - без часов, без телевизора. Все, что не записано сразу в дневник, просто не существует, безвозвратно канет в мире вечной ночи..."

Что же дали эти удивительные эксперименты? Прежде всего, они еще раз подтвердили великолепную приспособляемость человека к самым необычным условиям. Но сколько странностей при этом было выявлено!

У одних спелеонавтов (А. Сени, Ж. Лорез) сформировался 48-часовой ритм, у других (М. Сиффр) он составил 23,5 часа; оказалось, что периоды сновидений прямо пропорциональны информации, получаемой во время бодрствования; Ж. Лорез после "теста бдительности" мгновенно проваливалась в глубокий сон без стадии засыпания; П. Мерете не смог выносить звуки капели, бившей по его палатке (пришлось передать ему высотный гермошлем).

У всех спелеологов отмечались нарушения цветовосприятия (индивидуально - для всего спектра от ярко-красного до индиго), у большинства развивалась близорукость; сенсорный голод порождал головокружение и зрительные галлюцинации, иногда сопровождающиеся сердечной аритмией; отсутствие временных ориентиров влекло сбои памяти (не всегда удавалось вспомнить, что делалось в предыдущем цикле бодрствования)...

Несмотря на это, большинство спелеонавтов вышло на поверхность без существенных физиологических и психических отклонений. Милутин Велькович после годичного пребывания в пещере Самар сохранил полный контроль над собой. Накануне выхода врачи, наблюдавшие за ним, обратили внимание на его кашель и порекомендовали бросить курить.

Вскоре жители деревни увидели в воде ручья, вытекающего из пещеры, десятки пачек сигарет... Мишель Сиффр, напротив, покинул пещеру Миднайт в состоянии тяжелой депрессии, которую преодолел только через три года. "Мое самочувствие, наверно, никогда уже не будет таким, как прежде",- с горечью писал он /24/. Встречи со Временем не проходят бесследно для человека. Недаром ни один философ до сих пор не дал его исчерпывающего определения.

На этом можно было бы закончить рассказ об одиночных "сидениях" в пещерах. Но, оказывается, в Тибете и сегодня существует суровый обряд: монаха замуровывают в пещеру на 3 года, 3 месяца и 3 дня, лишь раз в сутки передавая ему через узкий канал подсоленный чай и дзамбу. Ламаисты считают, что это самый эффективный путь установления волевого контроля над подсознанием, овладения скрытыми в человеческом организме физическими и психическими возможностями.

В пещеру как в космолет

Следы длительного пребывания под землей больших групп людей известны с далекой древности. Цели этих "великих сидений" были разными.

В пещере Вертеба (Украина) в конце XIX в. в одном из залов в 300 м от входа под рухнувшим гипсовым сводом были обнаружены раздавленные скелеты 25 юношей, обращенные головами ко входу. Вокруг них стояли сосуды с зерном, пустые кувшины (очевидно, для воды) и были разбросаны кремневые орудия, украшения из камня, костей и зубов животных.

Археологи А. Н. Киркор и Г. О. Оссовский предположили, что пещера использовалась неолитическим человеком для отправления обряда инициации - перевода юношей в разряд мужчин. Этот обряд предусматривал длительное пребывание под землей с совершением магических действий. Землетрясение на Карпатах не дало завершить его...

Тур Хейердал приводит пример недавнего культового использования лавового тоннеля на о-ве Пасхи. Группу девушек-неру заточают в пещере, чтобы к религиозным праздникам они имели бледную, обесцвеченную кожу. Специально выделенные женщины в течение нескольких месяцев передают им через небольшое отверстие пищу и воду.

В октябре 1942 г. в пещере Вертеба на Украине, спасаясь от угона в Германию, укрылось 38 местных жителей в возрасте от 6 до 75 лет. Весной они ночью перешли в пещеру Попова Яма (ныне - Озерная). В ней было оборудовано жилое помещение и кухня с печкой.

За дровами ходили в лес, а за колосками злаков, которые растирали на камнях в крупу,- на поля. Вода в пещере была. В апреле 1944 г., после полутора лет пребывания под землей, вся группа благополучно вышла на поверхность.

В 1961-1987 гг. было проведено 14 экспериментов по групповому пребыванию человека под землей (табл. 8). В 1961 г., за год до эксперимента, прославившего М. Сиффра, 10 итальянских специалистов под руководством профессора С. Монетто провели 30 дней в пещере Фаброза.

В обществе 2 коров, 4 овец, 80 кур и одного петуха они исследовали влияние пещерных факторов на состояние своего здоровья, контролировали удои коров и яйценоскость кур.

В 1966 г. по заказу психологов НАСА 15 дней под землей провели 7 незнакомых до того женщин в возрасте 21-36 лет. Они познакомились, подружились, сочинили песню о своем "космическом полете" и разрисовали стены пещеры карикатурами на мужчин, втянувших их в эту авантюру... Даже во время самых неприятных психофизических тестов женщины ни разу не поссорились.

21-27.12.1968 французские спелеологи Ж. Каппа, Ж. Шабер и Ф. Энгланде дублировали под землей полет "Аполлона-8" вокруг Луны.

19.04-20.05.1971 очень интересный медико-биологический эксперимент провели болгарские спелеологи П. Петров, Г. Иолов, Г. Тричков и Д. Жишев /22/. На протяжении месячного пребывания под землей их систолическое давление колебалось от 120 до 130 мм рт. ст., диастолическое - возросло от 75 до 98 мм рт. ст., а пульс замедлился от 64 до 56 ударов в минуту. На поверхности все жизненные параметры спелеологов восстановились только через 20-25 дней.

В 1973 г. геолог Сюзанна Пеги, географ Клод Понсон и горноспасатель Марсиаль Берар совершили удивительное путешествие. Войдя в пещеру в леднике Аржантьер (Франция), они "продрейфовали" вместе с движущимся льдом 7 суток. Площадка для палатки непрерывно деформировалась, лед трещал, в пещеру прорывалась вода. Пульс исследователей в это время повышался до 120-130 ударов в минуту...

Остальные эксперименты преследовали в основном медицинские цели. Это была проверка воздействия вечного мрака на биологические ритмы человека и испытание небольших коллективов на психологическую совместимость в стрессовых ситуациях.

К концу экспериментов у всех участников наблюдалась потеря веса, состояние нарастающей тревоги, но работоспособность оставалась высокой. "Биологические часы" спелеологов то отставали, то спешили, пещерные сутки непрерывно удлинялись.

Таблица 8 Продолжительные групповые пребывания под землей
Год проведения 	Продолжительность, суток 	Количество человек 	Страна 
		мужчины 	женщины 	
1961	30	10	-	Италия
1966*	15	-	7	Франция
1967	30	8	-	Венгрия
1967	30	2	-	Венесуэла
1968*	6	3	-	Франция
1971	30	4	-	Болгария
1971	2	15	-	Украина
1971	6	16	-	""
1972	16	6	-	""
1973	7	2	1	Франция
1976	62	2	-	Болгария
1978	30	2	-	Украина
1978	14	5	-	""
1979	24	7	-	""
1980	30	7	5	Россия
1982	70	4	-	""
1985	34	2	-	Италия
1987*	48	11	3	""
* Экспедиции, проведенные под эгидой НАСА. 

Эксперимент, проведенный в 1987 г. М. Монтальбини, имел целью проверку "на выживаемость" группы мужчин и женщин в экстремальной ситуации (землетрясение, атомная катастрофа).

Результаты экспериментов очень интересны и для медиков, и для спортсменов. Они позволяют прогнозировать состояние людей в сложных условиях.
Недаром уже после первого эксперимента М. Сиффра пещерами как естественными полигонами заинтересовалось Национальное управление по аэронавтике и исследованию космоса США (НАСА). Под его научно-методическим руководством проведено много экспериментов (табл. 7, 8).
Нийл Армстронг, первый землянин, побывавший на Луне, позднее участвовал в исследованиях пещер Эквадора. Интересовались длительными пребываниями под землей и советские космонавты: с Милутином Вельковичем встречались Владимир Шаталов и Виталий Севастьянов.
Развития эти контакты не получили, а все попытки Центральной комиссии спелеологии "выйти" на Центр космических исследований успеха не имели. Известно: нет пророка в своем отечестве...

Правомерно ли сравнивать космонавтов и спелеологов? Профессор Ф. Д. Горбов, комментируя достижение М. Вельковича, дал четкий ответ на этот вопрос. И космонавт, и спелеолог живут и действуют в условиях изоляции, отторжения от первичных условий жизни и общения с другими людьми.

Само понятие изоляции известно давно: это изгои и отшельники, узники или "сверхчеловек", взирающий на мир с вершины "башни из слоновой кости". Каковы бы ни были социальные причины изоляции, в ней всегда присутствует пространственная отдаленность и ограда.

Глубина или высота, необъятность океана или космоса, замкнутость пещеры или звездолета воздействуют на человека, вызывая клаустрофобию. Это не только проявление невроза - "страха запертых дверей" (таким людям одинаково заказан путь и в космос, и в пещеры).

Это скорее модель отношения человека к ограде, изолирующей его от внешнего мира. Страх "не докричаться до окружающих" свойствен в той или иной мере всем людям. Поэтому для тех, кто преодолел опасения и страхи, справедливо определение "пространственная смелость", а выполненные ими эксперименты могут считаться подвигом.

Одиночные и групповые пребывания под землей имеют еще один неожиданный аспект: постоянное наблюдение с поверхности. Экспериментаторы находятся одновременно и в одиночестве, и в центре внимания.

Зачастую это сказывается на их сообщениях, в особенности касающихся самочувствия и интимных переживаний. Возникает ситуация, которую режиссер К. С. Станиславский называл "публичным одиночеством". Поэтому переживания исследователей глубин космоса и пещер во многом схожи.

Рассказ о медико-биологических экспериментах под землей был бы неполным, если не упомянуть о наблюдениях, производимых непосредственно во время сложных экспедиций.

Одно дело - находиться в палатке базового лагеря, отходя от нее на небольшое расстояние, другое - работать, перемещаться в пространстве, преодолевая очень сложные препятствия... Первые три эксперимента выполнили украинские врачи-спелеологи В. Апостолюк и П. Горбенко в лабиринтовых пещерах Подолии.

В 1971-1972 гг. в пещере Кристальная наблюдения проводились над двумя группами, выполняющими легкую (фотосъемка, изучение микроклимата) и тяжелую (раскопки новых ходов) работу. Контролировались артериальное давление, пульс, рефлексы, высшая нервная деятельность. Были выявлены изменения всех исследуемых параметров, преобладание (через 2-е суток) и доминирование (через 5 суток) процессов торможения в коре головного мозга.

На 5-6-е сутки все отмечали ухудшение состояния, проявление апатии и сонливости. При проведении теста на внимание участники топосъемки в начале рабочего дня допускали 2,2, через 4 часа - 3,4, через 8 часов - 5,1 ошибки.

В пещере Атлантида медико-биологические наблюдения проводились с целью выявления критериев для отбора участников длительных подземных экспедиций. К наиболее показательным отнесены стабильность пульса и давления, а также - высокий уровень альфа-ритма головного мозга и высокие результаты тестирования.

Официальный сайт Ленинградской областной общественной организации "Сохранение природы и культурного наследия", обладающей эксклюзивным правом ведения деятельности на территории Комплексного памятника природы "Саблинский".
Телефон +7 (952) 270-48-03, e-mail: sablinonet@yandex.ru
Сертификат № РОСС RU.У273.М04167