在被困泰國清萊府美塞縣一處溶洞18天之后,泰國少年足球隊12名隊員和一名教練員最終被全部解救。
在這次史上最難救援的背后,有著哪些客觀困難,又是如何保障被困者生命安全的,這些科學(xué)知識值得我們進(jìn)一步了解。
6月23日下午,泰國清萊一所學(xué)校足球隊的12名少年結(jié)束訓(xùn)練后,在教練帶領(lǐng)下進(jìn)入坦鑾—坤南南暖森林公園坦鑾洞穴群探險。不料進(jìn)入洞穴后,突降暴雨。暴雨引發(fā)的洪水把洞穴的每個入口都堵死,他們與外界完全失去了聯(lián)系。
因為兒子徹夜不歸,一名家長報警,警方隨后在洞穴的入口處發(fā)現(xiàn)了孩子們停在這里的自行車和脫下的球鞋。
一場千人營救行動由此展開。從多國救援隊參與救援,到10天后發(fā)現(xiàn)足球少年仍然生還,從種種救援方案的制定,到足球少年一個個被救出脫險……這場救援,跨越了國界、種族和信仰,每一個進(jìn)展都牽動著人們的心。
特殊地理位置導(dǎo)致救援艱難
泰國少年球員失聯(lián)的“神秘”洞穴讓所有人好奇:在這個越來越狹小和擁擠的世界里,竟然還有人類未曾完全探索過的地方?
整個漫長而曲折的救援過程讓我們得知,這樣的地方不光有,而且很可怕。坦鑾洞穴是泰國第四大洞穴,總長度超過10公里,至今沒有人走完過全程。
坦鑾洞穴群位于泰國北部靠近緬甸的邊境地區(qū),有多個大型洞穴,深大約10公里,由數(shù)條狹窄通道連接,洞內(nèi)地形復(fù)雜。當(dāng)?shù)?月23日起持續(xù)降雨,形成洪水,灌入洞穴群,部分洞穴積水。
不僅如此,這個洞穴是一個龐大的洞穴群,內(nèi)部四通八達(dá),地勢起伏不定非常復(fù)雜,洪水灌入后,超過1300米的低洼地帶完全被水淹沒,這也是這次救援被稱為“史上難度最大救援”的原因。
德新社報道,這是泰國近來規(guī)模最大的搜救行動。該地區(qū)因降雨不斷,洞內(nèi)多片區(qū)域被雨水淹沒,水中淤泥堆積,能見度極低,為搜救工作帶來較大難度。
由于地貌和天氣等原因,救援行動剛開始進(jìn)展緩慢。洞內(nèi)部分位置水流湍急,另一些位置氧氣含量過低,搜救一度中斷。
少年足球隊所在位置距洞口大約4公里。救援人員在洞內(nèi)事先鋪設(shè)引導(dǎo)繩。從被困位置出發(fā),最初的1公里是最難的一段。那里被污濁的洪水淹沒,需要長時間潛水并爬行通過一段狹窄通道,最窄處不過60厘米寬。
救援行動中,13名外籍潛水專家中有10人被安排在最危險的第一公里“把守”,其余3人和5名海豹突擊隊員一起,一前一后,分組護(hù)送4名少年潛出洞穴。
一名要求匿名的25歲海豹突擊隊員說,那段通道“實在窄小,我必須摘下氧氣罐爬過它。我爬的時候,感覺洞壁貼著我的前胸后背”。
一名進(jìn)過坦鑾洞探險的人說,洞內(nèi)就像“迷宮”,比他去過的任何洞穴都難以穿行。一名參與救援的潛水員說,即使對那些經(jīng)驗最豐富的潛水員而言,要穿過這一路線也有危險?!袄锩娣浅:诎担词归_著手電筒,”一名應(yīng)召參與救援的退役海豹突擊隊員說,“我們大多時候靠直覺,在一些地點,獨自身處寂靜和黑暗中?!?/p>
路透社報道,在通過最危險的第一公里后,救援隊伍和4名少年通過一處丁字路口,進(jìn)入地形多變的通道,經(jīng)過巨石、沙地和濕滑的峭壁,而后又需要潛水一段。
多項救援方案曾被否決
此次救援共歷時18天,因為地形、氣候等等不可抗因素,可能是有史以來最艱難的一次救援,每一種看似可行的方法,背后都藏著不可忽視的兇險。
在救援現(xiàn)場,幾種營救方案曾存在爭議:潛水救援、山體鉆洞和等雨季過后排水。最后,在全世界的注視下,救援人員選擇了潛水的方式展開營救,將孩子們一一帶離險境。
1.原路返回
很多人在聽到孩子們被潛水員找到的消息后,關(guān)于救援的第一反應(yīng),也許會是:“讓孩子們和潛水員沿著發(fā)現(xiàn)他們的道路,原路返回出洞??!”
這個看似最直接的救援辦法,其實實行起來卻非常困難。首先,13人是被困在一個離地面800多米的深洞中。潛水員們找到的那條入洞道路,是一個直線距離超過4公里,但又曲折無比的地下隧道。
最嚴(yán)重的是,這個通道里絕大部分路段已經(jīng)被上漲的水淹沒。 大多數(shù)時候,潛水員們都只能潛水游進(jìn)去。有些地方雖然不是全部被水淹沒的,但是也只有最頂部的一點點呼吸的空間。
所以,救援人員進(jìn)去時也是要靠著一根位于頭頂?shù)臓恳K,靠著頭頂?shù)奶秸諢?,一點點前進(jìn)。同時,這條隧道也很狹窄,最窄的地方,只有70厘米寬。潛水員甚至不能夠直接背著氧氣瓶通過。潛水的救援人員要通過這些狹窄的地方,就需要幾個人配合:一人先放下氧氣瓶和體積大的物資包裹,游過去后,再由另外一人,從外面把氧氣瓶等遞過去,然而再依次一個個慢慢通過。
最重要的一點是,水非常非常的渾濁,很多地方能見度幾乎為0。同時,因為水中包含大量的泥沙,有些路段對于潛水員而言,基本上是在“泥漿”中前進(jìn),而不是在水里游泳……
就算是一個身體素質(zhì)良好、裝備先進(jìn)齊全、經(jīng)驗豐富的潛水員,要從外界通過這一條隧道進(jìn)入到孩子們被困的洞內(nèi),也要艱難地潛水5個小時才行——這還是潛水中技術(shù)要求最高的洞潛。
而這些小球員們,沒有一個曾經(jīng)有過潛水的經(jīng)驗,大部分還不會游泳,要在一個看不清的、危險、陌生的環(huán)境下洞潛5小時,幾乎是不可能完成的任務(wù)。
況且,就算是有人指導(dǎo)和陪伴,路上萬一有什么困難、危險,由于渾濁的泥漿水,他們可能根本沒有辦法向周圍的救援人員求助。在水下,一旦慌張中出了什么問題,復(fù)雜黑暗的環(huán)境下救援人員也很難及時發(fā)現(xiàn)他們的狀況。所以,如果貿(mào)然地帶著已經(jīng)被困一個多星期、身體虛弱的孩子潛出隧道,將會非常危險。
最終,救援隊采取了潛水救援,但進(jìn)行了改進(jìn):事先讓孩子們服下保持鎮(zhèn)定的藥物,分三批由潛水員帶出洞穴。
2.等雨季結(jié)束隧道干了再出來
如果當(dāng)時不能把孩子們帶出來,能不能等他們恢復(fù)健康一點再說?關(guān)于這點,存在很大爭議。
每年5—10月是泰國雨季,頻繁降水可能持續(xù)到10月。所以隧道也會因為地面降雨、巖層中縫隙的滲水等問題,變得越來越難前進(jìn):隧道里的水會越來越多,漸漸地直接變成一條地下暗河,每一次暴雨過后,地下水位也會跟著上漲,潛入和潛出也都會變得更加困難。
唯一能讓隧道水位下降、泥水排干的方法,就是要等到雨季結(jié)束,降雨減少,干燥的氣候不再有大量的水滲入,地下水位才能夠一點點下降。
于是,也有人提議,不要冒險帶孩子們在這樣的情況下潛出,不如先把他們安置在洞內(nèi),等到天氣開始干燥,地下水位下降潛水狀況好轉(zhuǎn)后再救出來。
這個方法看似穩(wěn)妥,但是其實也存在很多問題。最重要的一點就是:要等到雨季結(jié)束水位下降,至少要等4個月。
但當(dāng)時孩子們所處的洞穴,含氧量已經(jīng)開始明顯下降。一般情況下,空氣中的含氧量是21%,在這個水平上人們可以正常呼吸。但是,根據(jù)當(dāng)時的測量,孩子們所處山洞的含氧量,已經(jīng)下降到了15%以下了。這個數(shù)值非常危險,因為一旦下降到10%以下,人們就會因為缺氧死亡。同時,在這個近乎密閉的空間里,二氧化碳的含量也在一點點攀升,如果二氧化碳含量超過10%,也會威脅到人的生命。
救援人員也意識到了這個問題,在往洞內(nèi)輸送物資的同時,也會重點運入氧氣瓶。有些直接給孩子們用來吸氧緩解身體狀況,有的會直接慢慢釋放到洞穴的空氣中,期望能夠改善提高洞內(nèi)的含氧量。
同時,救援人員也把平時用于航空航天、軍用潛艇中的“二氧化碳再生設(shè)備”運到了洞穴中,以圖能夠改善洞內(nèi)的空氣狀況。但是,運輸這些設(shè)備并不簡單,既困難又危險。之前不幸在救援過程中殉職的前海豹突擊隊員,就是因為在往洞內(nèi)運輸氧氣瓶時,把多的氧氣裝備留在了洞內(nèi),自己卻在返程的時候,因為氧氣耗盡最終不幸逝世。
3.重新找一條出路
如果既不能原路返回,在洞穴里等4個月也非常冒險,那能不能想辦法,重新找一條簡單一點從地面通往隧道的路線呢?
其實這個辦法也是有希望的。根據(jù)救援人員中的洞穴專家講解,一般而言,像被困人員所處的那樣一個巨大的地下巖洞,都會有一個簡單的“后門”。
這個后門,一般會通向一個離地面并不遠(yuǎn)的出洞口,就像是洞穴的一個煙囪,如果能夠找到這個“煙囪”,說不定就能把孩子們直接用牽引繩,一個個吊出來就行了。
如果真能找到這個洞穴的“后門”,當(dāng)然會是救援孩子們的一個非常安全快捷的辦法。但是,因為這個洞穴所處的地區(qū),是一片人跡罕至、植被密集的樹林,地面上甚至根本沒有任何通行的道路,要找到這個不確定到底有沒有的從地面通往洞穴的捷徑路口,談何容易。
這個方案雖然各方面都聽起來不錯,但實在不夠保險。
4.人工鉆山而入
在有了“煙囪”這個設(shè)想后,救援隊當(dāng)然也想到了“能不能從地面垂直打個洞”的辦法。
相對于曲折的、灌滿了水的、4公里長的地下隧道,這個洞穴離地面的垂直距離只有800多米,相對而言要短很多,并且一旦鑿?fù)?,救援會非??旖荨_@樣不用潛水,危險會小很多,這也是很多洞穴救援的方式:垂直打洞,將人直接吊出。
但是,這只是理論上的設(shè)想,實際操作起來依然非常困難:首先,要從地面鑿一個洞進(jìn)入到洞穴里,需要一個非常非常精確的洞穴位置。救援人員往洞內(nèi)送去了一個信號發(fā)射器,希望能夠盡快提供一個精確的洞穴位置。其次,光是精確的洞穴位置還不夠。根據(jù)地質(zhì)學(xué)家們的勘測,這800多米的距離,其中有超過一半是堅硬的巖石,開鑿的難度非常大,也很耗時。因為,如果巖石較軟或是黃土層,鉆井速度就較快,但就會有崩塌的風(fēng)險等。如果巖石較硬,速度就會很慢。最慢的時候每天只能鉆幾米也是可能的,而要通過地面到達(dá)洞穴,相對于要把800多米山鑿穿。初步估算,和雨季過去的時間差不多。
同時,不管是橫向還是縱向開鑿隧道,都有可能引起里面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)改變。除了塌方的情況,最危險的也是最有可能的,就是還會引起水流劇烈的攪動。這種攪動可能會非常猛烈,會不會進(jìn)一步惡化救援環(huán)境,還很難說。
不過,這個“鉆山而入”的辦法,依然是值得嘗試的。就算不能打通造出一個新的隧道,也能夠在救援路線上鑿一個洞,把隧道里的水盡可能地往外排出來。
5.用尼龍管搭水下隧道
就在救援行動快要陷入僵局時,也有網(wǎng)友通過網(wǎng)絡(luò),求助了世界上最敢想、敢做的人之一——埃隆·馬斯克。
馬斯克很快就作出回復(fù):馬斯克旗下的The Boring Company公司是一家技術(shù)能力很強(qiáng)專長于挖隧道的公司,他們有最先進(jìn)的探地雷達(dá),挖掘技術(shù)也很先進(jìn)。收到求助后,馬斯克也在和公司的工程師們密切關(guān)注救援行動。
馬斯克表示,如果抽水能力不足是因為水泵和供電不夠的話,他的公司能夠提供這方面的解決方案,空運電池包和大水泵過去。
另外,他也在“怎么更高效地把水抽出來”上,給出了自己的建議:如果能夠像充氣城堡那樣,往洞穴里面持續(xù)注入空氣,就能夠把水往外排走,這樣也會讓直接抽水更高效。
在琢磨了好幾天后,馬斯克還想了一個看似大膽、但是說不定能行的辦法:用一根直徑約1米的尼龍管道,從隧道入口往內(nèi)延伸。這個尼龍管道有一定的延展收縮性能,在充氣后會膨脹開,讓它可以適應(yīng)最窄70厘米的隧道口。這樣就能創(chuàng)造出一條隔離開水的、較為安全的地下管道,救援人員就能帶著孩子們從這個管道向外移動。
聽起來簡單到有點奇怪,但是如果找到合適的材料,說不定也可以試一試。
綜合各方面因素來看,對于被困的13人如何救援,每一種方法都存在危險。
人困在洞穴里能生存多久
13名被困者被救出后,也許有人會問,從科學(xué)角度來看,人們困在地下洞穴中能存活多久呢?
這主要取決于洞穴的類型和位置,意大利卡利亞里大學(xué)生物化學(xué)家安德里亞·里納爾迪(Andrea Rinaldi)說:“一般來講,洞穴中不會出現(xiàn)缺氧問題?!彼芯康闹饕侨祟惾绾芜m應(yīng)在洞穴環(huán)境中進(jìn)行身體活動。
里納爾迪說:“通常情況下地下洞穴里氧氣非常充足,即使在地下幾百米深處的洞穴也是如此。地下洞穴穿過巖石縫隙,或者穿過多孔石灰質(zhì)巖石?!痹跇O少數(shù)情況下,洞穴中可能會有二氧化碳聚集的區(qū)域,使人們無法呼吸空氣。
但是這種類型的洞穴與泰國足球隊探險的洞穴并不一樣,里納爾迪說:“坦鑾洞穴非常大,里面充足的氧氣可使足球隊生存很長時間。但是洞穴里的空氣質(zhì)量需要營救人員進(jìn)行監(jiān)控分析。”
例如:如果地下洞穴非常干燥,空氣中將有大量灰塵。在一些熱帶地區(qū)地下洞穴,蝙蝠糞堆積腐化會在空氣中釋放氨氣,也有可能傳播真菌孢子,如果人們吸入身體,會產(chǎn)生呼吸問題。除了這些情況之外,洞穴中的空氣是完全可以呼吸的。
至于其他生存必需條件,人們需要食物和水才能在任何地方生存下來。據(jù)稱,在營救小組到達(dá)之前,受困者基本已沒有什么食物了。
然而,里納爾迪說:“一個健康狀態(tài)的人在沒有任何食物的情況下,可以存活幾周、幾個月時間。在地下洞穴里沒有人們可食用的食物,雖然許多洞穴里充滿了蝙蝠,還會有鳥類和魚類,但是它們非常難以捕捉?!?/p>
提及飲用水,這是一個更加“敏感的問題”。里納爾迪稱,在地下洞穴里,空氣濕度通常很高,從而減少了人們飲水的需求。但是人類生存必須飲水,在坦鑾洞穴中,水可能非常渾濁。因此被困的人們沒有過濾水設(shè)備,或許從洞穴石壁吸食滴落的水珠會更加清潔和安全,因此營救小組在整個過程中也對洞穴受難者提供食物和水。
里納爾迪說:“在地下洞穴里溫度也可能是一個重要問題,但在這個實例中并非如此。低溫,是另一個危險因素,但是此次受困者處于熱帶地下洞穴,因此溫度應(yīng)該高于20攝氏度?!?/p>
人們困在洞穴中除了面對生理上的挑戰(zhàn),還將面對心理上的挑戰(zhàn)。里納爾迪說:“在地下洞穴里被困10天,在黑暗之中沒有食物,這對于任何人來講都是痛苦的經(jīng)歷,其中包括經(jīng)驗豐富的洞穴探索者。”
他強(qiáng)調(diào)稱,營救小組拍攝的第一組照片顯示,受困者們非常平靜,這是令人放心的。他們是一支足球隊,從團(tuán)體上講,他們彼此會給予一些安慰。
據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w報道,25歲的助教艾卡波是所有被困人員中健康狀態(tài)最差的,因為在被困的前幾天,他將所剩不多的食物和水分給了年幼的成員。艾卡波在洞內(nèi)教少年們冥想和其他保存體力的方法,幫他們在十余天的黑暗中保持平靜、樂觀,最終等來了救援。
中科院地質(zhì)與地球所研究員張壽越在《求生科學(xué)——中國科學(xué)家野外生存手冊》一書中也提到:“洞穴潛水是洞穴探險中最危險的項目,探洞殉難事故多發(fā)生于洞穴潛水。洞穴潛水員進(jìn)入的是一個絕對封閉的、黑暗的水下世界,一旦遭遇不測,只能在黑暗、路徑復(fù)雜的地下河道循著來路慢慢摸索回來,往往是九死一生?!?/p>
“地下洞穴是‘老虎,如果不能掌握具體情況,它很容易‘吃人。一般情況下,洞穴溫度會隨洞穴的高程和緯度而變化,部分洞穴還存在氧氣不足、二氧化碳含量過高的情況。”中科院地質(zhì)與地球所研究員尚彥軍說。
張壽越建議,入洞最好避開雨季,以防暴雨水流切斷出洞道路。洞穴探險愛好者必須經(jīng)過專門的探洞技能訓(xùn)練,包括單繩升降、攀巖、游泳、潛水、救護(hù)等,此外還要掌握測繪、地質(zhì)以及生物基礎(chǔ)知識。
“洞穴有很多種,當(dāng)洞穴探險者遇到洪水時,通常可以跑到上層躲避一下。其實我們平時應(yīng)該加強(qiáng)重要洞穴的調(diào)查研究工作,形成數(shù)據(jù)庫,以便意外發(fā)生時及時營救。目前中國洞穴大概有幾十萬個,其中3000多個已有記錄和數(shù)據(jù)庫,但目前僅供內(nèi)部使用,以后可能會公開,供公眾查閱?!敝袊刭|(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所研究員陳偉海表示。