Cái lạnh cực điểm gây hại thế nào tới cơ thể người?

Nước Mỹ hiện đang run rẩy chống chọi với đợt rét kỷ lục: những cơn bão, gió băng giá đã khiến nhiệt độ sụt giảm xuống tới -57 độ C. Nhiều người lo lắng, cái lạnh cực điểm đáng sợ như vậy có thể ảnh hưởng tới cơ thể của con người ra sao?

Lốc xoáy vùng cực (polar vortex) hiện đang càn quét khắp lục địa Bắc Mỹ, mang tới những cảnh tượng thường gắn liền với Bắc cực hay Nam cực. Các trận mưa tuyết cực lớn và những trận gió dữ dội đã làm nhiệt độ sụt giảm mạnh tới mức thấp kỷ lục. Ở một số vùng của Mỹ, chẳng hạn như bang Indiana, trừ các xe cấp cứu thiết yếu, mọi phương tiện đều bị cấm lưu thông trên đường. Người dân đang được khuyến cáo ở yên trong nhà để duy trì sự ấm áp.

Cơ thể con người không được tạo ra cho cái lạnh địa cực. Hầu hết chúng ta đều sống trong các vùng khí hậu ôn đới và nhiệt đới. Chỉ có một vài chủng tộc người đã biến đổi để thích nghi với khí hậu khắc nghiệt cực điểm của địa cực, chẳng hạn như người Inuit ở Canada và các bộ tộc như người Nenets ở phía bắc của Nga. Đại đa số người hiện đại chưa từng trải nghiệm việc sống trong cái lạnh xuống tới -50 độ C như vậy. Mặc dù sự tinh khôn và khéo léo đã giúp chúng ta tạo ra quần áo và công nghệ sưởi ấm để chống chọi với cái lạnh, nhưng việc đương đầu với những trận bão tuyết địa cực khủng khiếp nhất thực sự không hề dễ dàng.

Điều gì xảy ra khi chúng ta bị lạnh? Cơ thể con người có một số cơ chế bảo vệ để cố gắng tăng thân nhiệt khi bị lạnh giá. Các cơ của chúng ta sẽ run rẩy và các hàm răng thì va vào nhau lập cập. Lông/tóc của chúng ta sẽ dựng đứng còn da thịt thì hình thành hiện tượng "nổi da gà", một dạng phản chiếu tiến hóa từ thời tổ tiên chúng ta còn có lông bao phủ. Vùng não dưới đồi (hypothalamus), khu vực đóng vai trò như bộ điều chỉnh nhiệt của cơ thể, sẽ kích thích các phản ứng này để giữ cho những cơ quan quan trọng của cơ thể ấm áp, ít nhất là cho đến khi nó có thể tìm thấy một dạng ấm áp và nương tựa nào đó.

Nhiệm vụ của vùng não dưới đồi là nhằm giữ ấm cho phần thân giữa bằng mọi giá, có thể hy sinh các chi nếu cần thiết. Đó là lý do tại sao chúng ta luôn cảm thấy kim tiêm ở các ngón tay và ngón chân trong giá rét cực điểm. Khi đó, cơ thể đang giữ máu ấm gần khu vực trung tâm, siết chặt nguồn máu cung cấp ở các khu vực bên ngoài, chẳng hạn như đầu mút tay, chân của chúng ta. Trong cái lạnh cực điểm, và đặc biệt nếu chúng ta để lộ da trần tiếp xúc với bên ngoài, hiệu ứng này có thể dẫn tới tình trạng tê cóng. Việc lưu thông máu bị giảm và thiếu máu ấm áp có thể dẫn đến việc mô bị đóng băng cũng như đứt vỡ.

Vậy, làm thế nào để động vật máu nóng khác sống được nơi có khí hậu khắc nghiệt như vậy, trong khi chúng ta không thể? Câu trả lời là, các động vật vùng cực hoặc được bao phủ trong lớp lông chống rét dày, vốn bắt nhốt không khí ấm gần cở thể, hoặc cơ thể sở hữu lượng lớn mỡ, đôi khi dày gần chục cm. Mỡ không truyền nhiệt tốt, nên nó giữ nhiệt bên trong cơ thể.

Con người, với lớp da trần trụi và tương tương đối ít mỡ, do đó không thích hợp với môi trường băng giá như vậy. Tuy nhiên, chúng ta đã học được cách bắt chước những phẩm chất trên. Chẳng hạn như, các nhà khoa học tại những trạm nghiên cứu Nam cực đã mặc quần áo theo các lớp giữ không khí ấm gần cơ thể giống như lông thú.

Một vấn đề khác đối với kiểu thời tiết hiện đang ảnh hướng đến Mỹ là, nó có thể tạo ra các rắc rối đối với một số thứ mà con người phụ thuộc vào. Chẳng hạn như, sức nặng của băng có thể làm đứt điện lưới, cắt đứt nguồn cung cấp điện. Các ống không được bảo vệ có thể đóng băng và nổ vỡ. Và trục trặc dễ xảy ra đối với các xe hơi và phương tiện giao thông khác, do nhiệt độ đóng băng của xăng là -60 độ C và dầu chỉ khoảng -40 độ C, trong khi nhiệt độ đóng băng của những chất bôi trơn động cơ khác có thể cao hơn ngưỡng đó. Dầu Diesel thông thường sẽ vón cục ở nhiệt độ ấm hơn nhiều, chỉ khoảng -10 độ C, trừ khi được cho thêm các phụ gia đặc biệt để giữ trạng thái nhớt trong thời tiết lạnh giá.

Lịch sử đã còn ghi dấu một số câu chuyện nghiêm túc, cảnh báo chúng ta về những tác động khủng khiếp của cái lạnh khủng khiếp của địa cực. Khi quân đội của Hitler xâm chiếm Nga đầu mùa đông năm 1941, nhiệt độ cũng sụt giảm xuống mức tương tự như ở Mỹ hiện nay. Hàng ngàn binh sĩ đã bị đóng băng đến chết, trong bộ đồng phục mùa hè vốn dành cho một chiến dịch ngắn ngủi. Các động cơ xe tải và xe tăng bị đông đặc, và chỉ có thể được làm tan băng nhờ đốt lửa bên dưới chúng. Súng cũng không thể nã đạn vì dầu nhờn đông đặc. Nước sôi khi rời khỏi bếp có thể đông đặc trong hơn một phút.