Если кожа охлаждается до температуры около 0° С, замерзание тканей может привести к обморожению, которому подвержены чаще всего конечности и выступающие участки – это уши, нос, пальцы (и на щеках, хотя они к выступающим не относятся). В легких случаях промерзает только верхний слой кожи. Покровы становятся белыми, восковыми и теряют чувствительность. Внешне это напоминает солнечный и другие виды ожогов первой степени, а после отогревания обмороженные участки кожи делаются ярко-красными и облезают. Глубокое обморожение гораздо опаснее, поскольку кроме кожи поражаются и более глубокие ткани. После отогревания кожа становится сизой и распухшей. Где-то через день-два могут образоваться волдыри и твердая черная корка. Если повезет, под этой коркой нарастет новая кожа, которая покажется впоследствии. Однако процесс этот, как описывает Эпсли Черри-Гаррард, крайне болезненный:

Самая опасная форма обморожения – когда затрагиваются еще более глубокие ткани, такие как мышцы, кости и сухожилия. Глубокое обморожение почти неизбежно приводит к окончательному отмиранию тканей и может закончиться ампутацией. Не одному полярнику и альпинисту приходилось лишаться обмороженных пальцев на руках и ногах. Среди них, например, Бек Уэзерс, участник злополучной майской экспедиции на Эверест 1996 г., попавшей в страшный буран. Брошенный умирать в состоянии беспамятства на карнизе стены Каншунг, без правой перчатки, с ледяной коркой на лице, «в полушаге от смерти, которая уже тянет к тебе руки», Бек все же чудом сумел выстоять. Пролежав 12 часов без сознания, он пришел в себя и осознал масштаб катастрофы. «Я понял, что дело дрянь и, раз подмога не спешит, нужно выбираться самому». Едва живой, он сумел приковылять в лагерь. В результате трагедии он потерял правую руку до середины локтя, все пальцы на левой руке и нос. Однако он сохранил жизнь и, как отмечают его друзья, не лишился чувства юмора.

Когда замерзает ткань, в клетках и межклеточной жидкости образуются кристаллы льда. Если процесс идет медленно, сначала лед кристаллизуется в межклеточной жидкости. При этом повышается концентрация незамерзшего раствора, и из клеток в процессе осмоса (диффузии воды из менее концентрированного раствора в более концентрированный) вытягивается вода. Клетка сжимается, внутри растет концентрация соли. Поскольку повышенный уровень соли разрушает белковую структуру, клетка умирает. Когда промерзание происходит быстро, внутри клеток кристаллизуются ледяные иглы, протыкая клеточную мембрану. При соприкосновении и трении кристаллы льда могут просто разорвать клетки – именно поэтому растирать обмороженные участки не рекомендуется.

При отогревании возникают новые травмы. Клетки, выстилающие стенки тончайших кровеносных сосудов, особенно уязвимы, поэтому при отогревании из них начинает сочиться жидкость, вызывающая опухание прилегающих тканей. Агглютинация (осаживание) оставшихся в капиллярах эритроцитов замедляет кровоток, что в свою очередь ухудшает поступление кислорода и питательных веществ к тканям «ниже по течению», вызывая их гибель. Учитывая обширные травмы, возникающие при отогревании, лучше всего глубоко обмороженные ткани не отогревать, оставить до прибытия квалифицированной медицинской помощи. Отогревание с последующей повторной заморозкой может привести к трагическим последствиям.