Tokrat bomo pokukali v fiziko in fiziologijo telesa pri potapljanju. Svet okoli nas je ena sama fizika, pri potapljanju pa je tema toliko bolj zanimiva, saj je povezana z vprašanji kot so: kaj se dogaja s svetlobo pod vodo, zakaj pod vodo vidimo modro, zakaj potrebujemo uteži, zakaj pod vodo slišimo tudi zelo oddaljene zvoke, kako je z dihanjem na globinah, čemu je izpostavljeno naše telo….

PLOVNOST

Pravila fizike so tudi pod vodo enaka kot na površini, in eden izmed najpomembnejših fizikalnih zakonov pri potapljanju je Arhimedov zakon. Grški matematik in fizik je ob vsakdanjem opravilu –  kopanju v banji –  ugotovil, da se teža potopljenega telesa navidezno zmanjša za težo izpodrinjene vode oziroma tekočine. Ali preprosteje – če ima telo manjšo gostoto od tekočine bo plavalo, v nasprotnem primeru bo potonilo. Ampak kaj to pomeni v potapljanju? Samo človeško telo je nevtralno plovno, kar pomeni da lahko plava na vodi. Pozitivna plovnost pomeni, da telo plava na površini, negativna plovnost pa da telo potone. Ko si potapljač nadene neoprensko obleko, v kateri so drobni plinski mehurčki, postane pozitivno ploven, kar pomeni,  da si mora pomagati z utežmi. Svinec uporabljamo zato ker ima visoko specifično gostoto. Ko potapljač polni kompenzator plovnosti z zrakom, se njegov volumen veča, teža pa ostaja enaka. S tem izpodrine več vode in postane pozitivno ploven. Dobri potapljači med potopi uravnavajo svojo plovnost tako, da so vseskozi nevtralno plovni. Ker je morska voda bolj slana in zato gostejša od sladke vode, je plovnost v njej večja, zato pri potapljanju v jezerih in rekah potrebujemo manj uteži. Pri uporabi suhe potapljaške obleke je način uravnavanja plovnosti drugačen. Ko se potapljač potopi s suho obleko,se le-ta zaradi pritiska stisne in potapljač si pomaga z vpihovanjem zraka pod obleko, ki pa ga mora med dvigovanjem spuščati, podobno kot pri kompenzatorju plovnosti.

SVETLOBA

Kot je vsak med nami že opazil, se slamica, ko jo vtaknemo v kozarec s tekočino, navidezno zlomi. To se zgodi zato, ker se svetloba pri prehodu iz enega v drugi medij lomi. Kako to opazimo pri potapljanju? Ena izmed vaj, ki jih bodoči potapljač opravi pri začetnem potapljaškem tečaju je tudi snemanje maske. Brez maske pod vodo vidimo zelo megleno in nerazločno, za kar je »kriv« lom svetlobe. Naše oko namreč sliko pravilno projicira na mrežnico, ampak zgolj, če je očesna leča v stiku z zrakom. Pod vodo se zaradi tega »slika« zamegli, oko pa nima sposobnosti da bi sliko izostrilo. Zato potapljači uporabljamo masko, ki med vodo in našimi očmi ustvari zračni prostor, ki nam omogoča, da vidimo čisto sliko. Vendar pa se ob uporabi maske pojavi tretji faktor, steklo. Pri prehodu svetlobe skozi masko se svetloba lomi, kar pomeni, da daje lažni vtis o oddaljenosti predmetov v razmerju 4:3 ter jih poveča za eno tretjino. Predmet je videti bližje kot je v resnici samo takrat, ko je razdalja med predmetom in masko majhna. Zato potapljači razdalje velikokrat napačno ocenimo, potapljači začetniki pa ob pripovedovanju dogodivščin pogosto pretiravajo o velikosti rib, ki so jih videli pod vodo. Potapljači, ki imajo težave z vidom, si lahko omislijo kontaktne leče ali pa masko z optičnimi stekli. Nekatere leče za kratkovidne zbrusijo neposredno v steklo maske, pri nekaterih maskah pa je stekla mogoče zamenjati. Tako tudi ti potapljači niso prikrajšanji za podvodne lepote samo zaradi slabega vida.

BARVE

Svetlobo sestavlja več različnih barv, kar lahko vidimo pri pojavu mavrice. Ko svetloba doseže določen predmet, jo ta delno vsrka, del pa odbije. Če predmet odbije v enakem obsegu vse barve, vidimo ta predmet bel, če pa na primer odbije vse barve razen zelene, bomo videli predmet zelene barve. Ko sončna svetloba doseže površino vode, voda del žarkov odbije, del pa vsrka, količina vsrkanih žarkov  pa je odvisna od kota, pod katerim svetloba pade na površino vode. Ko žarek doseže površino se lomi in ob prodiranju v globino se dotika majhnih delcev, vsak delček pa povzroči določen odklon, kar povzroča da postaja svetloba vse bolj razpršena. Ko svetloba »potuje« skozi vodo, najprej izginejo barve z najmanj energije – rdeče, sledijo jim rumene in oranžne, nato zelene ter nazadnje še modre. Zato v globinah vidimo predvsem zelene in modre barve. Prave barve podvodnemu svetu pa dodamo, če jih osvetlimo s podvodno svetilko.

 ZAKONITOSTI PLINOV

Potapljači se morajo seznaniti z zakonitostmi plinov, saj le tako lahko razumejo vedenje plinov pod vodo. Boylov zakon pravi: Volumen dane mase plina se spreminja obratno sorazmerno z njegovim tlakom. Povedano preprosteje, to pomeni, da se ob večjem pritisku zmanjšuje prostornina plina in obratno. Zračni tlak na gladini morja je 1 bar, 10 metrov pod gladino pa je dvakrat večji – 2 bara in vsakih 10 metrov se poveča za 1 bar. Na primer, da imamo balon, v katerem je 10 litrov zraka. Če nesemo balon na visoko goro (kjer je pritisk manjši kot na ravnini), se bo balon zaradi obratnega sorazmerja med volumnom in tlakom povečal.  Če pa se s taistim balonom odpravim pod gladino morja, se bo balon z večanjem globine ustrezno manjšal. Podobno se dogaja s pljučmi potapljačev na dah. Ob spuščanju v globino potapljaču na dah okoliški tlak stiska zrak v pljučih, kar pomeni da se npr. pri potopu na 50 metrov globine potapljačeva pljuča stisnejo za 6 krat! Naše telo se na ta proces odzove s spontanim dovajanjem krvi v prsni koš (to imenujemo »blood-shift« ) in tako zapolni prostor ki je nastal s stiskanjem zraka v pljučih.

Dihanje pod vodo

Scuba potapljači moramo dihati zrak pod tlakom, ki je enak tlaku vode, ki nas obdaja. Tako se pljuča širijo običajno, neodvisno od globine. Pritisk vdihanega zraka uravnava regulator, ki zmanjša tlak stisnjenega zraka v jeklenki in ga izenači s tlakom vode na dani globini.

Ob spustu v globine pritisk narašča, regulator pa nam dovaja večje količine zraka, pač odvisno od trenutne globine. Medtem ko se delež plinov v dihalni mešanici ne spreminja z globino, se pa spreminja število molekul kar pomeni, da na večjih globinah telo vsrka več plinov kot na površini. To nam pove Daltonov zakon, ki pravi, da je tlak posameznega plina v mešanici plinov enak, kot če bi isto prostornino v celoti zapolnil samo ta plin. Pri velikih količinah tudi življenjsko pomembni plini za nas postanejo strupeni, na primer kisik. Na to se vrnemo malce kasneje. Za potapljače je pomemben tudi zakon konstantne prostornine, zaradi katerega polnih jeklenk (ki imajo stalno prostornino) ne smemo puščati na soncu oziroma jih skladiščiti blizu toplotnih virov. Isto se dogaja z avtomobilsko zračnico, če je preveč časa pustimo na soncu.

ZVOK

Verjetno je vsak med vami že opazil, da pod vodo slišimo dobro. Zvok potuje skozi morsko vodo zaradi njene večje gostote mnogo hitreje in dlje kot skozi zrak. Hitrost zvoka v vodi se povečuje z njeno temperaturo, slanostjo in pritiskom, ta se pa se povečuje z globino. Kot oči so tudi človeška ušesa prilagojena življenju na suhem – človek ima dve med seboj oddaljeni ušesi, ki nam pomagata tudi pri določanju smeri zvoka. Če na primer zaslišimo nek pok na svoji desni strani, bo zvok najprej prišel do našega desnega in šele nato do levega ušesa, kar nam pove smer zvoka. Pod vodo pa temu ni tako, saj zvok potuje približno štirikrat hitreje in pride do naših ušes hkrati. Tako zvok sicer slišimo, ne vemo  pa, od kod je prišel. Potapljači prednosti zvoka pod vodom s pridom izkoriščamo, na primer če potolčemo po jeklenki s kovinskim predmetom, se bo zvok odlično in daleč slišal.

ČLOVEŠKO TELO IN POTAPLJANJE 

Kondicija

Dobra fizična pripravljenost je pomembna tudi pri potapljanju. Dobro pripravljen človek ima odlično delovanje srca in dihal ter ima kondicijo, ki pri potopih velikokrat pride prav. Za potapljača so najboljši aerobni  športi kot je hitra hoja, kolesarjenje, tek, plavanje… Velikega pomena je tudi vzdržljivost mišic v nogah, saj nam velikokrat probleme povzročajo krči.

Izenačevanje pritiska v ušesih

Ob potopih na naše telo deluje tlak. Prva sprememba, ki jo začutimo kmalu po spustu pod gladino, je napetost v ušesih. Tlak vode namreč potiska bobnič navznoter in povzroča bolečino v srednjem ušesu, kajti tlak je znotraj srednjega ušesa še zmeraj enak kot na gladini. Ta »problem« rešimo bodisi s požiranjem ali pa tako,da stisnemo nos in narahlo pihnemo. Takrat tlak znotraj srednjega ušesa izenačimo s pritiskom v okolici in med potopom  postopek  po potrebi večkrat ponovimo.

Zadihanost

Potapljač se zadiha zaradi različnih vzrokov, največkrat zaradi plitvega dihanja in fizičnega napora. Če pod vodo ne dihamo počasi in globoko, se »mrtvi prostori« naših dihalnih poti ne izpraznijo popolnoma in v njih ostane nekaj ogljikovega dioksida. Ker da ogljikov dioksid našim možganom znak za vdih, to povzroči še hitrejše dihanje, zato nastaja še več CO2. Takrat mora potapljač prenehati z vsemi dejavnostmi in se umiriti ter poskusiti dihati počasi.

Zadihanost lahko privede do hipoksije (zmanjšanja kisika v tkivih). Znaki hipoksije so:zmedenost, nezmožnost odločanja, občutek lagodja,  omotica, v skrajnem primeru tudi nezavest… Hipoksija je pogosta predvsem pri potapljačih na vdih, in je posledica hiperventilacije (nasičenosti s kisikom), saj v telesu ni dovolj CO2 in možgani nimajo potrebe po vdihu, in se raven kisika v telesu tako zniža, da privede do nezavesti. Velikokrat se to zgodi tik pod gladino (ob dvigu) zaradi zniževanja delnega tlaka kisika.

Dušikova omama

Dušik se nahaja v zraku, ki ga dihamo in nam v atmosferi ne škodi, s potopi v globine pa količina dušika v našem telesu narašča, kar je odvisno od mnogih spremenljivk (telesne pripravljenosti, temperature, trenutnega počutja, krvnega obtoka…). Človeška tkiva dušik vsrkavajo različno – tkiva z več maščobe ga vsrkajo več, dobro prekrvavljena tkiva pa dušik sprejemajo in oddajajo relativno hitro. Ko se dvigujemo iz globin proti površini, se dušik iz tkiv izloča, telo pa zapusti z dihanjem. To je tudi vzrok, da potapljači opravljamo varnostne postanke – da izločimo dušik z dihanjem. Znaki dušikove pijanosti so zelo različni – od izjemno dobrega počutja do tesnobe, prizadene pa prav vse potapljače, saj nastopi hitro, a enako hitro (ob dvigu za nekaj metrov) tudi izgine.

Dekompresijska bolezen

Prav dušik v naših tkivih povzroča dekompresijsko bolezen. Namesto da se raztopi v pljučih, kjer ga nato iz telesa izločimo z dihanjem, se sprošča v drugih tkivih, kar lahko povzroči zračno embolijo – nastajajo namreč majhni mehurčki, ki lahko poškodujejo tkiva. Zgoraj našteti primeri skoraj vedno nastanejo, ko se potapljači ne držijo varnostnih pravil in standardov, zato vas naj opisi ne prestrašijo. Vsi potapljači pa bi naj poznali procese, ki se dogajajo znotraj našega telesa med potapljanjem. Vse to se naučimo na začetnem potapljaškem tečaju, zato rekreativno potapljanje ob upoštevanju pravil ni nevarno. Je prečudovit šport, ki krepi telo in duha!