Понятия атмосферного, гидростатического и абсолютного давлений

На фридайвера, погружающегося в глубину, действует давление, состоящее из:

– атмосферного давления, которое вызвано весом атмосферы. Это давление обозначают как 1 атмосфера;

– гидростатического давления, которое вызвано весом воды над фридайвером. Каждые 10 м глубины увеличивают давление приблизительно на 1 атм.

Таким образом, давление окружающей среды, т. е. абсолютное давление, представляет собой сумму атмосферного давления на уровне моря и гидростатического давления, которое изменяется на 1 атмосферу каждые 10 м глубины.

Следовательно, давление, которое испытывает фридайвер на глубине 10 м равно 2 атмосферам, на глубине 30 м – 4 атм., а на глубине 100 м – 11 атм. Герберт Ницш испытывал давление 22,5 атм. на глубине 214 м и хочет испытать еще больше.

Воздействие изменения давления на ткани организма

Когда в школе на уроках физики мы изучали скучные законы Бойля-Мариотта, Дальтона и Генри, то и представить себе не могли, какое практическое значение они могут иметь для фридайвинга.

Итак, закон Бойля-Мариотта гласит: объем газа при постоянной температуре обратно пропорционален давлению, действующему на него.

Во время погружения организм фридайвера подвергается изменениям, связанным с воздействием гидростатического давления. Это действие обусловлено свойством газа изменять свой объем при изменении давления, и малой сжимаемостью тканей организма. Если бы все органы и ткани сжимались, то и писать было бы дальше не о ком. Когда изменения, возникающие в сжимаемых органах, не чрезмерно велики, то они обратимы, и при прекращении давления организм фридайвера возвращается, как правило, в исходное состояние.

При погружении с увеличением гидростатического давления объем воздуха в воздушных полостях организма человека (легких, полостях черепа, желудочно-кишечном тракте) и в подмасочном пространстве стремится уменьшиться пропорционально действующему на него давлению. Пузырьки воздуха в неопреновом костюме тоже сжимаются под давлением, и он становится тоньше и холоднее.

Просвещенный фридайвер, проникшись тайной данного закона, открытого для него Бойлем и Мариоттом, использует его для предотвращения баротравм.

Выравнивание давления в полости среднего уха, придаточных пазухах носа и в подмасочном пространстве с постоянно изменяющимся при погружении абсолютным давлением с помощью специальных приемов является аксиомой фридайвинга.

Чаще всего затруднения, связанные с необходимостью выравнивания давления при погружении, возникают в полостях среднего уха, так называемых «бара банных полостях». Полости сообщаются с носоглоткой посредством узких и длинных слуховых труб, наименованных медицинскими светилами «евстахиевыми» по фамилии ученого анатома. Отверстия труб, обращенные в барабанные полости, фиксированы костными стенками и постоянно открыты. А части труб, примыкающие к носоглотке, имеют мягкие спавшиеся стенки. Фридайвер должен уметь открывать свои слуховые трубы, выравнивая давление при погружении.

При всплытии (со снижением гидростатического давления) выравнивание давления в барабанной полости осуществляется относительно легко, т. к. слуховые трубы раскрываются без участия фридайвера расширяющимся воздухом.

Закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных (частичных) давлений отдельных газов, ее составляющих.

Газы в легких обмениваются между кровью и альвеолярным воздухом в соответствии с тем, как изменяется давление отдельных газов. Давление газов в легких фридайвера будет меняться при изменении давления окружающей среды, а также в зависимости от степени потребления тканями кислорода и выделения углекислого газа.

На поверхности в воздухе содержится кислорода – 20,94 % (в альвеолах в среднем 14,5 % из-за мертвого пространства – носоглотки, гортани, трахеи, бронхов, где выдыхаемый воздух смешивается с вдыхаемым), азота 78,02 %, углекислого газа – 0,04 % (в альвеолах в среднем 5 %) и инертных газов менее 1 %.

На глубине 10 м давление этих газов в легких удвоится, на глубине 20 м давление утроится. При погружении это неплохо – диффузия кислорода на глубине из легких в кровь улучшается, но при всплытии фридайверу бывает невесело – парциальное давление кислорода падает, и очень быстро.

Из-за этого закона фридайвинг из чудесного вида активного отдыха иногда превращается в вид экстремальной деятельности. Доверчивый фридайвер во время ныряния в глубину не ощущает фокусов с газами, он во власти внутреннего покоя, который может и обмануть.

Закон Генри: количество газа, растворенного в жидкости, прямо пропорционально его парциальному давлению на поверхность жидкости.

Во время погружения увеличивается растворимость газов и растет их концентрация в крови и тканях. Таким образом, кислороду на глубине вдвойне неплохо: в условиях повышенного давления он не только легко связывается с гемоглобином и разносится по всему организму, но и, будучи растворенным в плазме крови, быстро диффундирует (проникает) в ткани.

Азот при нахождении фридайвера на поверхности Земного шара циркулирует в кровяном русле в незначительном количестве. А в глубине морских вод азот активно насыщает собой это же кровяное русло. Чувствительный фридайвер может ощутить опасно-приятное чувство азотного наркоза.

При быстром всплытии (уменьшении давления) азот может «вспениваться» в крови, как газированная вода при открывании бутылки, и вызывать декомпрессионное заболевание.

Легкая форма декомпрессионного заболевания заключается в довольно неожиданных ощущениях разбитости (не жизни, конечно, только организма). Следовательно, нырять в глубину можно только с интервалами отдыха, достаточными для полной ликвидации кислородного долга и освобождения тканей от азота. И чем глубже ныряние, тем дольше должен быть отдых.

В сверкающую бездну направляюсь,
Оставив думы в воздухе земном.
И рядом манта, чудно изгибаясь,
Скользит над глубиной, взмахнув крылом.

А синева, меня окутав нежно,
Проникла в тело, затаившись в нем.