Мокрая голова снизила риск летального исхода при ударе молнии

Фотография электрической вспышки над сухой моделью головы / © René Machts et al.

Немецкие биоинженеры выяснили, что дождевые капли на голове могут защитить человека от смерти при ударе молнии. Чтобы это проверить, они изготовили две модели человеческой головы, которые подвергали электрическим разрядам. Одна была сухой, другая — мокрой. Оказалось, искусственная голова, покрытая влагой, получила меньше повреждений, чем сухая.

Различают несколько видов поражения от молнии: прямой удар, боковая вспышка, касание наэлектризованного объекта, «шаговое напряжение» и так далее. Прямой удар происходит реже всех — в 5% случаев, тогда как на боковую вспышку приходится 30%. Смертность от всех механизмов поражения колеблется от 10 до 30% — и зачастую люди гибнут от ожогов и повреждений сердечно-сосудистой или дыхательной систем. Ранее исследователи теоретически предполагали, что мокрая кожа может уменьшить силу тока, воздействующего на тело.

Немецкие биоинженеры решили узнать, как мокрая кожа головы влияет на силу тока в молнии, поразившей человека. Чтобы это проверить, они изготовили две модели человеческой головы, которые подвергали электрическим разрядам с энергией 150 кДж, что соответствует сильному удару молнии. Выяснилось, что мокрая кожа повышает выживаемость благодаря уменьшению повреждений и воздействия тока в мозге. Статья об этом опубликована в журнале Scientific Reports.

Модельные головы состояла из трех частей: скальп, череп и внутричерепной объем (мозг). Основным материалом был полимер агароза, получаемый из агара, деионизированная вода с добавлением хлорида натрия, графита и сажи для повышения электропроводности. Агароза делала поверхность модели влажной, напоминания мокрую кожу головы.

Вид сверху на две модели головы А) после первой серии испытаний без дождя и B) после второй серии испытаний с дождем (b). На коже сухой модели, было обнаружено девять точек удара (X) и четыре трещины (Y). Кожа головы этого фантома была обезвожена. На коже мокрой модели было обнаружено четыре небольших точки удара размером менее 2 мм (X). Кожа головы не была обезвожена. Неправильная геометрия на коже головы, отмеченная эллипсоидом (белый цвет), была вызвана процессом литья / © René Machts et al.

Каждую искусственную голову присоединили к четырем электродам — по одному на каждый слой и один снаружи для собирания тока. В двух сериях тестов модели били электричеством по десять раз, меняя условия — сначала «молния» била в сухую голову, затем в мокрую, покрытую 0,0025% раствором хлорида натрия в деионизированной воде. Электропроводность смеси соответствовала электропроводности дождевой воды.

Исследователи зафиксировали, что во всех случаях наибольшая доля тока доставалась искусственному скальпу — причем мокрому вдвое больше, чем сухому. Однако в мокрой модели до мозга доходило меньшее количество тока. После экспериментов ученые осмотрели «головы» — на сухих моделях осталось девять точек удара и четыре трещины после разрядов, а поверхность стала обезвоженной. В то же время на мокрой модели исследователи обнаружили только четыре следа ударов размером менее двух миллиметров.

Экспериментаторы сделали вывод, что дождь при ударе молнии может защитить голову человека. Еще они предполагают, что головной убор или капюшон, которые не учитывались в данных опытах, тоже могут уменьшить количество тока, протекающего по голове.