Lisahapniku mõjust tõusul kõrgustesse
Kirjutatud 2021
Seoses eesti naiste tõusuga Džomolungmale (Everest) kerkib on juba kerkinud ja kindlasti paljudel veel kerkib küsimus lisahapnikust. Mis on siis lisahapnik? Milleks seda vaja on ning ehk kõige huvitavam, mis on selle efekt inimese organismile.
Merepinnal on atmosfääri rõhk (õhurõhk) 1013,25 millibaari ehk 101,325 pascalit või 1 atm ehk 760 mm elavhõbeda sammast. Hapnikku on õhus 20,9% ehk osarõhuna 21,136 pascalit. Hapniku osarõhk on konstantne sõltumata kõrgusest. Kõrgusega, aga väheneb õhurõhk ja seeläbi ka muutub kättesaadava hapniku maht väiksemaks ehk õhk muutub hõredamaks ja hõredama õhu sees on see 21% ka hõredam. Ehk n.ö pärisõhku on vähem – hea internetipõhine kalkulaator on leitav siit
Joonis. Õhurõhu muutusest tulenev hapniku koguse vähenemine.
Erinevad ka n.ö mägede tegelik geoloogiline kõrgus ja baromeetriline kõrgus olenevalt temperatuurist. Temperatuur on külmem põhjapoolsetel laiuskraadil, sellest tulenevalt on ka põhjapoolsed mäed n.ö baromeetriliselt kõrgemad oma geoloogilise kõrguse suhtes, kui lõunapoolsed. Oluline on millisel laiuskraadil mägi asetseb ja kui külma ilmaga. Mida põhjapoole seda madalam õhurõhk. Aga kaugemale sinna hetkel ei lähe.
Kuna Everesti tipus on õhurõhk kolmandik merepinnal olevast ja seega kätte saadav ainult kolmandik hapnikust. Seal on inimorganismil raske olla, et oleks lihtsam kasutatakse lisahapniku. Lisahapniku tarbimisega saavutab mägironija kaks eelist: (i) vähendab tuntavat (baromeetrilist) kõrgust; ja (ii) kuna veres on rohkem hapnikku väheneb külma tunne.
Kokkuvõtvalt Thomas F. Hornbein ja Sumneri 1962 aastal arvutatu lisahapniku mõju kohta UpHillAthlete lehel.
Hornbeini arvutuste kohaselt lisahapniku tarbimise korral 4 liitrit minutile maksimaalse töökorral tundub 8850 meetri kõrgune Everesti tipp umbes 7200 meetri kõrgusena.
Täiendava tähelepanekuna toob Uphill Athlete välja ka mägironija füüsilise suuruse. Suurema inimese korral s.o ka suurema kopsumahu korral, ei täida peale voolav lisahapnik sama mahuga kopsu, mis väiksema mägironija puhul. Näiteks 4 liitrit minutile on väiksema kasvuga inimese puhul rohkem, kui suurema kasvuga inimese puhul.
Enamlevinumad lisahapniku süsteemid on Poisk. Isegi kui Poisk maske ei kasutata on enamik kasutatavtest balloonidest pärit neilt. TopOut ja Summit Oxygen on võimelised andma 6 liitrit puhast hapnikku minuti kohta.
Jim Gile on teinud tõsisemat matemaatikat ning arvutanud välja erinevad stsenaariumid lisahapniku mõjust. Arvutused jõuavad samale järeldusele Hornbeini ja Sumneriga. https://8kpeak.com/pages/climbing-with-supplemental-oxygen-by-the-numbers . Ta võttis aluseks n.ö tavapärased lisahapniku voolu hulgad ühest (1) kuni nelja (4) liitrini minuti kohta ja valis hingamise mahud 50, 30 ja 10 liitrit minutile, mis esindavad rasket ronimist, tavapärast ronimist ning magamist.
Silmas tuleb pidada, et lisahapniku süsteemid ei ole ideaalsed, s.o need lekivad, külmuvad ning võivad olla rohkem või vähem ebamugavad, mis tähendab, et matemaatiline arvutus kindlasti ei ole absoluutne tõde.
Tulemused on järgmised, teisendatud Kristjan-Eriku poolt meetritesse. Tabelid originaalis https://cdn.shopify.com/s/files/1/0517/2193/files/SupplementalOxygenCalculations.xlsx?1001 :
Joonis
Hingamise minutimahu juures 50 l/min, mis esindab rasket ronimist kõrguses lisahapniku vooluga 4 l/min, tundub Everesti tipp 8850 m nagu 6200 m (19,700 jalga).
Joonis
Hingamise minutimahu juures 30 l/min, mis esindab tavapärast ronimist lisahapniku vooluga 4 l/min, tundub Everesti tipp (8850 m) nagu 4953 meetri kõrgusel (16,250 jalga).
Hingamise minutimahu juures 10 l/min, mis esindab kõrguses magamist, lisahapniku vooluga 2 l/min, tundub magamine 8016 meetri (26 300 jala) kõrgusel, mis on Everesti lõunapoolse marsruudi Laager 4, nagu magaks 2837 m kõrgusel. Samas tavaliselt magatakse 0,5 – 1 l/min hapniku vooluga. 1 liitri puhul oleks C 4 magamine nagu 4702 m ehk sada meetrit vähem kui Mont Blanc tipp (4808).
Veel kõrgeid mägesid kus eestlased lisahapnikuga käinud on:
- K2 tipp (8611 m) hingamise minutimahu juures 50 l/min, mis esindab rasket ronimist kõrguses, lisahapniku vooluga 4 l/min, tundub tipp 5766 meetrit ja 2 l/min 6657.
- K2 tipp (8611 m) hingamise minutimahu juures 30 l/min, mis esindab tavapärast ronimist kõrguses, lisahapniku peale vooluga 2 l/min, mis võiks tõusu puhul reaalsem olla, tundub tipp 6053 meetrit.
- Manaslu eeltipp (8152 m) hingamise minutimahu juures 30 l/min, mis esindab tavapärast ronimist kõrguses, lisahapniku peale vooluga 4 l/min tundub 4180 meetrit ja 2 l/min 5561 m.
Loomulikult kaasneb lisahapniku kasutamisest johtuvalt täiendavaid riske, selle lõppemise korral, eriti kui tegemist on olnud suure l/min kasutusega jääb alpinist ohuolukorda, kuna ei ole kõrgusega piisavalt aklimatiseerunud.
Näiteks Abramov oma ekspeditsioonil põhjast kasutas taktikat, mille puhul kliendid magasid iga öö uuel kõrgusel sh. baaslaagris lisahapnikuga 0,5 l/min. Seda eesmärgil, et uuele kõrgusele tõustes anda organismile võimalus puhata, tehislikult madalamas kõrguses ja tõusul alates 7000 meetrist. Tiputõusul oli kasutada 3 ballooni st 8300 meetri laagris, millest jätkus 12 tunniks ehk 3 l/min. „Ген высоты, или как пройти на Эверест» (https://www.youtube.com/watch?v=_BXuxeuT8ms&t=203s)
Täiendavat surfamist
https://www.altitude.org/high-altitude
Mäestikuhaigus