ЧЕЛОВЕК ПОД ВОДОЙ
Подводный мир издавна манит к себе человека. Но, вероятно, с того самого момента, когда наш далекий предок впервые вошел в воду, он почувствовал и понял, что водная среда отличается от воздушной, и обычная жизнедеятельность в этой среде для сухопутного существа невозможна.
Уже само движение тела на воде и сквозь воду значительно затруднено. Это потому, что вода в 775 раз плотнее воздуха. Ее удельный вес равен 1 г/см3. Чтобы сравнить вес воды с весом воздуха, представим только, что столб воздуха высотой во всю толщину земной атмосферы (следы атмосферы обнаружены на высотах более 1000 км) весит (давит на тело) столько же, сколько» весит столб воды высотой всего-навсего в 10 м. Плотность и удельный вес воды определяют силу, с какой она воздействует на погруженное в нее тело. Это называется гидростатическим давлением.
Тело спортсмена-ныряльщика при погружении испытывает на себе динамическое (постоянно изменяющееся) гидростатическое давление воды, которое вызывает определенные физические и физиологические изменения в организме человека. То есть давление воды оказывает на организм человека прямое – механическое и косвенное – биологическое воздействие.
Несмотря на значительные размеры, гидростатическое давление не опасно для человеческого организма потому, что тело наше почти на 70% состоит из жидкости, которая, как известно, практически не сжимаема и отвечает на давление воды таким же противодавлением. Однако в организме человека есть полости, заполненные воздухом, который подвержен сжатию и уменьшению в объеме под давлением согласно закону Бойля-Мариотта. Это – легкие, полость среднего уха, гайморовы полости и лобные пазухи, участки кишечника. Наибольший объем воздуха сохраняется в легких, которые и являются «компенсаторным резервуаром». Придаточные полости носа и среднее ухо у здорового человека соединены воздухопроводящими каналами и щелями с легкими. В процессе погружения с запасом воздуха в легких последние под воздействием возрастающего давления окружающей водной среды (на 0,1 атм. через каждый метр глубины) сжимаются, и воздух в них в каждый отдельный момент находится под давлением, равным давлению окружающей водной среды. Через воздухопроводящие каналы возрастающее давление в виде некоторого количества сжатого воздуха проникает и во все другие полости. В среднее ухо, в частности, сжатый воздух из легких поступает по евстахиевым трубам.
Каждый ныряльщик испытывал при погружении болезненные ощущения в ушах, которые новичка нередко надолго отпугивают от дальнейших попыток нырять более или менее глубоко. Это – результат давления воды на барабанные перепонки.
Все дело в том, что евстахиевы трубы в нормальном состоянии, как правило, сомкнуты. Чтобы переместить дополнительный воздух в среднее ухо, его надо принудительно «продуть» через евстахиевы трубы. Механика здесь проста: давление воды прогибает барабанную перепонку внутрь (рис. 1,а), а воздух, поступивший из легких и компенсирующий объем полости среднего уха, создает противодавление, равное гидростатическому, и барабанная перепонка занимает свое нормальное положение (рис. 1,б).
Способы «продувания» – индивидуальны. Некоторым ныряльщикам достаточно сделать глотательные движения, другим выдохнуть немного воздуха в маску, третьим – и таких большинство – приходится зажимать ноздри через маску, прижимая ее нижний край к носу и делать при этом энергичный выдох носом, проталкивая воздух в уши. У очень немногих людей евстахиевы трубы свободно пропускают воздух; выравнивание давления у них происходит само собой, без всяких дополнительных усилий.
Если вовремя не «продуться» и продолжать, погружение, превозмогая боль, барабанная перепонка будет продавлена внутрь. Если же устранить доступ и давление воды на перепонку снаружи (сделать, скажем, твердые колпаки на уши), то при погружении воздух под повышенным давлением из легких проникнет в полость среднего уха и тогда барабанная перепонка может быть порвана давлением изнутри. Разрыв барабанной перепонки возможен только у новичков от элементарной неграмотности или от лихачества, от пренебрежения болевыми предупреждениями. В состоянии простуды, что нередко случается в первые дни пребывания на море, слизистая оболочка евстахиевых труб набухает и проходимость их резко ухудшается; ныряние в этом случае недопустимо.
Если вы чувствуете, что не можете «продуться» в нырке, немедленно всплывите и попробуйте проделать это на поверхности. Получилось, повторите нырок. Если уши не «продуваются», ныряние надо прекратить до полного восстановления проходимости евстахиевых труб.
...Если же все-таки перепонка лопнула – произошла баротравма уха – необходимо немедленно выйти из воды, вытереть появившуюся кровь, ограничиваясь раковиной уха и не проникая в слуховой проход, наложить сухую стерильную повязку, прополоскать горло теплой водой с 3-4 каплями йода на 1/2 стакана или слабым раствором марганцовки. Не следует сморкаться. Надо немедленно обратиться к врачу. Обычно, если в рану не проникла инфекция, перепонка через полторы-две недели зарастает. Но не так уж редки и инфекционные осложнения. Помните, что из-за небрежности и незнания вы можете не только потерять значительный процент слуха, но и расстаться с подводным миром навсегда!
Наружной воздухоносной полостью является у спортсмена подмасочное пространство. Воздух под маской тоже подвержен сжатию. При этом сопротивление резины, из которой сделана маска, не позволяет воздуху сжаться до необходимого объема и иметь давление, равное окружающему. При погружении в какой-то момент воздуха под маской оказывается недостаточно и давление здесь становится меньшим, чем в окружающей водной среде и в тканях лица. Возникает эффект присасывания маски, напоминающий действие медицинской банки. При этом возможны кровоизлияния в подкожную клетчатку, разрыв тончайших сосудов в глазах, кровотечение носом. Избежать этого нетрудно; следует только при первом же ощущении разрежения добавить, «поддуть» в маску воздух через нос. Именно поэтому непригодны для глубинного ныряния герметичные очки, не закрывающие носа.
Спортсмену – подводному стрелку надо помнить, однако, что чем больше обзорное стекло маски, чем больше объем подмасочного пространства, тем большее количество компенсаторного воздуха из легких потребуется для выравнивания здесь давления. При нырянии на глубины уже около 10 м расход воздуха (он здесь вдвое плотнее) на поддувание большой маски может заметно сократить время пребывания спортсмена под водой. То есть, выбирая маску для занятия спортивной подводной стрельбой, вы должны иметь в виду оптимальное соотношение размеров стекла и объема подмасочного пространства.
Существенно иными по сравнению с воздушными являются теплопроводность и теплоемкость водной среды. В воде, даже в том случае, если температура ее будет равна температуре воздуха, человек охлаждается значительно быстрее. Причина в том, что теплопроводносгь воды примерно в 25 раз больше, чем теплопроводность воздуха. Для длительного сохранения тепла тела во время пребывания в воде спортсмены используют различные гидрокостюмы. Речь о них пойдет в соответствующем разделе книги.
СВЕТ, ЦВЕТ, ЗВУК ПОД ВОДОЙ И ЗНАЧЕНИЕ ИХ ТРАНСФОРМАЦИИ ДЛЯ СПОРТСМЕНА – ПОДВОДНОГО СТРЕЛКА
Распространение света в воде принципиально иное, чем в воздухе. Даже самая чистая вода примерно в 1000 раз хуже пропускает свет, чем воздух. Слой дистиллированной воды толщиной всего в 1 м поглощает более 10% лучистой энергии солнца. Степень проникновения света в толщу воды в значительной мере зависит от угла падения солнечных лучей и от состояния поверхности воды. Чем отвеснее солнечные лучи, тем больше света проникает в ее глубины. Чем ниже солнце и острее угол падения лучей, тем большее количество лучистой энергии отражается от глади моря и уходит в атмосферу. При определенном угле падения вся световая энергия луча будет отражаться поверхностью воды. Легкая мелкая рябь увеличивает освещенность под водой.