Так же рассчитываются и парциальные давления других газов и при разных давлениях.
С законом Дальтона связан и закон Генри: количество газа, растворенного в жидкости, прямо пропорционально его парциальному давлению.
Еще один газовый закон, принципиально важный для ныряльщиков, — закон Бойля-Мариотта: для данной массы газа произведение его объема на давление при постоянной температуре есть величина постоянная. Следовательно, при увеличении давления объем газа уменьшается. А это значит, что объем газа в легких ныряльщика по мере погружения на глубину будет постоянно уменьшаться.
АЗОТ(N2) — газ, не участвующий в обмене веществ, но с ростом глубины погружения он начинает растворяться в крови, насыщая ее (явление сатурации), и во время быстрого подъема к поверхности в процессе де — сатурации (рассыщения) возможно возникновение водолазного заболевания — декомпрессионной болезни. Долгое время считалось, что декомпрессионные расстройства возможны только у водолазов и аквалангистов, погружающихся под воду с аппаратами, работающими на газах под давлением, но оказалось, что они могут произойти и у фридайверов. Особенно у подводных охотников, совершающих частые погружения на предельные глубины.
УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ(CO2). С момента задержки дыхания организм человека начинает активно вырабатывать и накапливать углекислый газ, и по мере погружения парциальное давление CO2 (его процентное содержание) в легких начинает стремительно расти. Во время всплытия начинается обратная диффузия CO2 в ткани, что является одной из предпосылок возникновения swb (shallow water black-out). Углекислый газ также накапливается в тканях после каждого погружения, и грамотный ныряльщик должен давать себе время для полноценного отдыха на поверхности и восстановления газового баланса.
КИСЛОРОД(О2). Именно благодаря кислороду происходят все обменные процессы в организме, окисление веществ, выделение энергии. Кислород попадает в организм с воздухом и через легкие поступает в кровь. По мере погружения парциальное давление кислорода растет, и тем самым повышается его содержание в плазме крови и тканях. Наблюдается эффект отсрочки, когда не возникает желания дышать даже при малом количестве кислорода в легких. Наиболее ярко эти процессы отслеживаются на глубине 8-12 метров, где кажется, что можно находиться здесь сколько угодно.
Во время всплытия, с падением гидростатического давления, объем легких начинает увеличиваться и концентрация кислорода падает, порой до критических значений. Теперь кислород для восстановления газового баланса начинает поступать из тканей в легкие, и создается так называемый «вакуумный эффект». Процесс прямо противоположный дыханию, и это стимулирует развитие SWB при возвращении с глубины на поверхность.
ВОДА, Ее Величество Вода! Сухим языком науки — жидкость, устойчивое химическое соединение кислорода и водорода. Чистая вода, Н2О, в природе почти не встречается. В пресной природной воде растворено большое количество солей, а уж в морской и океанической — до 35 граммов на литр! Вода — среда плотная, гораздо плотнее воздуха (приблизительно в 775 раз), а морская и того плотнее (на 2–3 %). Теплопроводность воды гораздо больше теплопроводности воздуха (в 25 раз), и поэтому тело, погруженное в воду, интенсивно охлаждается даже в теплой воде. При погружении в воду происходит снижение болевой чувствительности, а значит, мелкие ранения, полученные в воде, могут остаться незамеченными.
Звук распространяется в воде со скоростью 1400–1500 м/сек, то есть в четыре раза быстрее, чем в воздухе, а вот поглощается в сотни раз слабее. Ориентироваться в воде по звуку почти невозможно! Слуховые анализаторы воспринимают звук в воде почти одновременно, и, в дополнение к этому, звук проводится также костной тканью. Слышимость при этом ухудшается и напрямую зависит от тональности звука.
Распространение света в воде также сильно отличается от распространения света на суше. В первую очередь, свет отражается от поверхности воды, поглощается, рассеивается и отражается молекулами воды и растворенных в ней веществ. Свет, пройдя сквозь 1 метр дистиллированной воды, теряет 10 % энергии, водопроводной — 26 %, а в морской воде солнечные лучи теряют 36 % энергии уже на первом метре пути. Длинноволновые красные лучи поглощаются поверхностными слоями воды и проникают на глубину не более чем на 10–15 метров, зеленые — не более чем на 100 метров, а вот коротковолновые фиолетовые проникают и до 150 метров, но все это в кристально прозрачной воде океана.
На практике реальные цвета пропадают уже после глубины в 3–5 метров. Так, на глубине 8-10 метров кровь видится почти черной по цвету, а на глубине 20–30 метров все предметы, независимо от цвета, приобретают сине-зеленый оттенок. Контрастно видны только желтый, белый и черный цвета. Коэффициент преломления световых лучей в воде практически равен коэффициенту преломления роговицы глаза, поэтому, чтобы хорошо видеть в воде, необходима воздушная прослойка между глазом и водой. Но наличие воздушной прослойки и стеклянного иллюминатора маски создает искажение восприятия на стыке вода-стекло и стекло-воздух (под маской): предметы кажутся ближе и больше, чем они есть на самом деле.
При погружении в воду на человека начинает действовать избыточное давление, и каждые 10 метров оно возрастает на одну атмосферу (1 bar). Известно, что тело человека состоит на 70 % из воды. При погружении под воду на него действует гидростатическое давление, и первыми на это давление реагируют газоносные полости (гайморовы и лобные пазухи, легкие, полости среднего уха и желудочно-кишечный тракт — ЖКТ). Все эти полости сообщаются с атмосферой через узкие проходы: так ухо сообщается с носоглоткой через евстахиевы трубы. При хорошей проходимости воздуха через евстахиевы трубы ныряльщик может свободно выравнивать давление в полости внутреннего уха с давлением окружающей среды. Звуковые сигналы воспринимаются человеком в результате воздушной и костной проводимости, но в воздушной среде костная проводимость практически не востребована из-за большого сопротивления передаче звука. При погружении под воду звук воспринимается в основном именно за счет костной проводимости. Большая скорость распространения звука в воде сказывается на звуковой ориентации. Разница во времени поступления звукового сигнала в правое и левое ухо настолько мала, что не воспринимается человеком, и он практически не может определить направление на источник звука.
Вестибулярный аппарат — один из мощных приборов, помогающих человеку ориентироваться в пространстве. Мозг собирает информацию еще и с помощью органов зрения, мышечно-суставных ощущений, соприкасаясь с различными предметами, ориентируясь на большое количество субъективной информации.
В воде человек почти ничего не весит, меняется скорость и резкость его движений. Нет привычной опоры на дно, а в голубой воде или ночью не сориентироваться и по освещенности.
И часто ориентироваться приходится только за счет вестибулярного аппарата, который улавливает, в силу своего устройства, линейные и угловые ускорения. Поступившая в мозг информация говорит об изменении направления. Но эти ощущения не всегда соответствуют действительности, и если человеку завязать глаза, то он, двигаясь, всегда постепенно будет сворачивать в сторону. Кроме того, ноги у людей зачастую развиты неравномерно: одна нога постоянно «перегребает» другую.
И даже неравномерный нагрев головы может вызвать вестибулярные расстройства. Подводник может полностью потерять ориентировку в воде, если, например, в ухо попадет холодная вода.
А ЧТО ПОМОГАЕТ?
Помогают врожденные и приобретенные возможности адаптации, генетически заложенные рефлексы и механизмы. Изначально все живое на Земле начинало свое развитие в качестве водных организмов, и нам нужно просто постараться вспомнить и научиться пользоваться заложенными в нас рефлексами.
Нырятельный рефлекс присущ большинству млекопитающих. Он проявляется в том, что при погружении лица под воду человек автоматически задерживает дыхание. Мы наблюдаем это явление каждое утро, когда, умываясь, задерживаем дыхание, едва смочив лицо водой.
В качестве продолжения возникает ответная реакция организма, который вызывает снижение ритма сердечных сокращений и замедление потребления кислорода. Тренированные фридайверы в состоянии замедлять свой пульс на 40–60 % и тем самым увеличивать задержку дыхания. Замедление сердечного ритма носит название брадикардии.
При погружении на глубину мозг человека, сердце и печень требуют постоянной подпитки кислородом. С ростом давления обогащенная кислородом кровь оттекает с периферии, концентрируясь у наиболее важных органов. Это явление было отмечено у китов и дельфинов, и только со временем опыты, проведенные над Жаком Майолем и позднее над другими фридайверами, подтвердили, что то же самое происходит и с человеком. Кровь на глубине оттекает от конечностей и концентрируется в области грудной клетки и мозга. Это явление носит название кровяного сдвига. Кроме этого, кровеносные сосуды периферии сужаются, а основные сосуды легких, сердца и мозга расширяются. Доставка кислорода становится более эффективной.
