بیگ بنگ: نيروي وارد شده از سوي آب به بدن يك شيرجه‌ رونده‌ي در حال پايين رفتن در اعماق آب، حتي در آب به نسبت كم عمق استخر شنا هم، به نحو چشمگيري افزايش مي‌يابد. اما در سال 1975، ويليام رودس با استفاده از ماسك غواصي شامل مخلوط خاصي از اكسيژن براي تنفس، از اتاقكي كه تا عمق 300 متري در خليج مكزيكو پايين رفته بود، بيرون آمد و سپس موفق شد ركورد شناي تا عمق 350 متري را به دست آورد.

اما موضوع شگفت‌آور اين است كه يك غواص تازه‌كار، كه به شنا كردن در استخر عادت دارد، نسبت به وضعيتي كه ويليام رودس داشت، بيشتر در معرض خطر ناشي از نيروي وارد شده از سوي آب حتي كم‌عمق استخر قرار مي‌گيرد. غواصان تازه‌كار،  گاهي هم به خاطر بي‌توجهي به اين خطر جان خود را از دست مي‌دهند.

اما سوال، اين خطر هلاكت‌ آفرين بالقوه چيست؟

غواص تازه‌ كار در حال شناكردن در زير آب استخر، هواي كافي از مخزن هوا مي‌گيرد تا ريه‌هايش كاملاً منبسط شود. در اين حال، او كه در به عنوان مثال در عمق 0.95 متر قرار دارد، مخزن هوا را رها و به طرف سطح آب شنا مي‌كند. غواص در حين بالا آمدن دستورهاي مربوط به عمل دم و بازدم را به خوبي انجام نمي‌دهد. در نتيجه وقتي به سطح آب مي‌رسد، اختلاف ميان فشار خارجي پيرامون روي بدن او و فشار هواي ريه هايش 9.3 كيلو پاسكال مي‌شود.

حال نكته كليدي اين است كه وقتي غواص ريه هاي خود را در عمق مورد نظر از هوا پر كرده است، فشار خارجي روي او و در نتيجه فشار هواي ريه‌هايش بيشتر از فشار هواي عادي ريه‌هايش، بيشتر از فشار هواي عادي، طبق معادله‌ي فشار بوده است. در حين بالا آمدن غواص، فشار خارجي روي او كاهش مي‌يابد تا به مقدار فشار جو در سطح آب مي‌رسد. در اين حالت، فشار خون نيز تا مقدار عادي كاهش پيدا مي‌كند. اما چون غواص عمل بازدم را انجام نداده است، فشار هواي ريه‌هايش در مقدار مربوط به عمق مورد نظر باقي مي‌ماند.

بايد توجه داشت كه مقدار عمق 0.95، قابل ملاحظه نيست و به چشم نمي‌آيد. اما همين اختلاف فشار 9.3 كيلوپاسكال (در حدود نه درصد فشار جو) كفايت مي‌كند كه ريه‌هاي غواص پاره شود و هوا در خون با فشار پايين نفوذ كند و آنگاه هوا به قلب وارد و موجب مرگ غواص شود. اگر غواص به دستورها توجه كند و عمل بازدم را در حين بالاآمدن به تدريج انجام دهد، فشار هواي ريه‌ها با فشار هواي خارج برابر مي‌شود و برايش خطري پيش نمي‌آيد.

جهت اطلاع بيشتر به اين مطلب توجه كنيد: انحلال پذیری گازها در یک محلول با افزایش یا کاهش فشاری که به محلول وارد می‌شود، به میزان قابل توجهی تغییر می‌کند. مقدار گازی که در یک دمای ثابت در مقدار معینی از یک مایع حل می‌شود با فشار جزئی آن گاز در بالای محلول نسبت مستقیم دارد.

اثر فشار آب روی بدن غواص ها

خون غواص‌ها در عمق دریا تحت فشار نسبتا زیاد ویژه عمقی که در آن کار می‌کنند با هوا سیر می‌شود. اگر این فشار. در اثر بالا آمدن سریع سطح آب به سرعت برداشته شود، هوا به سرعت از محلول خارج شده و حبابهایی را در سیستم جریان خون غواص ایجاد می‌کند. این حالت که «آمبولی هوایی» نام دارد، بر تحریکات عصبی و سیستم جریان خون  اثر گذاشته و ممکن است مرگ آور باشد. برای پیشگیری از این حادثه از جو هلیوم و اکسیژن به جای هوا که بخش عمده آن اکسیژن و نیتروژن است استفاده می‌شود، زیرا انحلال پذیری هلیوم در خون و مایعات بدن بسیار کمتر از نیتروژن است.

 نویسنده: اسماعیل جوکار/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع:

فيزيك هاليدي، رزنيك، واكر – جلد سوم – ويرايش هشتم

وب‌سايت دانشنامه رشد