Организм спортсмена в условиях погружения под воду

Для того чтобы правильно и безопасно погружаться под воду, необходимо вспомнить основные законы физики, касающиеся жидкостей и газов. Как известно из курса физики, вода имеет существенно большую плотность, чем воздух. В воде человек испытывает воздействие значительного гидростатического давления. Находясь на земле или на поверхности воды, человек испытывает давление, равное 1 атмосфере (ат). При погружении в воду на каждые 10 м давление увеличивается на 1 ат. Следовательно, на глубине 20 м человек испытывает давление, равное 3 ат (1 атм давления воздушного столба + 2 ат гидростатического давления). Следует учитывать, что пресная вода озер, рек и бассейнов имеет меньшую плотность, чем морская вода, поэтому при равной глубине погружения давление в пресной воде будет несколько меньше. Эти знания необходимы начинающему и опытному подводнику для того, чтобы своевременно уравнивать давление в воздушных полостях организма и в снаряжении, уметь по собственным ощущениям ориентироваться в изменении внешнего давления.

Изменение внешнего и внутреннего давления мгновенно регистрируется органами чувств и проявляется в болевых ощущениях. Под водой спортсмен потребляет сжатый под давлением воздух, которым мы дышим. В связи с этим следует вспомнить, что воздух состоит из 20,94% кислорода, 78,09% азота, 0,04% углекислого газа и менее 1% инертных газов. Значительное уменьшение или превышение этих величин (при погружении или всплытии) может привести к отравлениям, потере сознания. Чтобы защитить организм от неприятностей, необходимо помнить практические рекомендации, вытекающие из газовых законов.

• 1. При погружении необходимо добавлять определенное количество воздуха в полости организма и в подмасочное пространство, так как с увеличением гидростатического давления уменьшается объем воздуха в этих полостях. И наоборот, при подъеме к поверхности необходимо вовремя удалять избыток воздуха, объем которого увеличивается в результате снижения внешнего давления.
• 2. При подъеме к поверхности необходимо регулировать скорость всплытия (при слишком быстром подъеме возможно возникновение декомпрессионной болезни — образование укрупняющихся пузырьков азота во всех тканях организма).
• 3. От величины внешнего давления зависит степень насыщения газом жидкости: чем глубже погружается спортсмен, тем сильнее насыщается кровь, например азотом и кислородом, содержащимися в сжатом воздухе. На глубинах свыше 56 м парциальное давление кислорода достигает пороговых величин, вызывающих кислородное отравление.

Говоря о свойствах водной среды и особенностях ее воздействия на организм человека, следует напомнить закон Архимеда: «На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости». Если вес вытесненной жидкости больше, чем вес тела, то в таком случае объект или человек может спокойно лежать на поверхности воды (положительная плавучесть); если же вес вытесненной жидкости меньше, то объект тонет (отрицательная плавучесть). Если же эти величины равны, то объект или человек находится во взвешенном состоянии (нейтральная плавучесть). Удельный вес у мужчин чуть больше единицы, поэтому в пресной воде они имеют слабую отрицательную плавучесть (удельный вес воды равен единице), а в морской — нейтральную плавучесть. У женщин удельный вес немного меньше единицы, поэтому и в морской, и в пресной воде они имеют небольшую положительную плавучесть. В отличие от мужчин у женщин большее содержание подкожной жировой ткани. Это означает, что им легче удерживаться на поверхности и труднее заныривать и плавать под водой. При погружении женщинам (и очень полным мужчинам) постоянно приходится преодолевать действие выталкивающей силы воды.

Начинающим подводникам следует помнить, что теплоемкость воды в 4 раза, а теплопроводность — в 25 раз выше, чем воздуха. Массы воды постоянно перемещаются, что приводит к большим теплопотерям, переохлаждению организма. Поскольку температура тела здорового человека приблизительно равна 36,6 °С, а температура воды на глубине (даже в теплых морях) не превышает 10—12 °С, организм активно отдает свое тепло окружающей среде.

Из физики известно также, что световые лучи преломляются и отражаются на границе двух сред с различными плотностями (явление рефракции). Коэффициенты преломления световых лучей в воде и глазом человека приблизительно равны. Когда подводник использует маску, лучи перед попаданием на глаз преломляются в ее стекле, в результате чего возникает мнимое изображение предметов: под водой они кажутся ближе и крупнее приблизительно на 25% (рис. 6.1). Помимо этого, световые лучи не только отражаются и поглощаются, но и частично рассеиваются. Рассеивание световых лучей приводит к постепенному снижению освещенности по мере увеличения глубины погружения. Белый свет на самом деле состоит из 7 составляющих, обусловленных волнами разной длины — красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цветов. Так вот, вода поглощает эти цвета неодинаково: сначала исчезает красный, затем оранжевый цвет; на глубине 18 м исчезает желтый цвет — человек видит все только в зелено-голубых тонах.

Рис. 6.7. Схема преломления световых лучей глазом человека

Человеку, погруженному под воду, не слышны звуки извне (например, команды или советы инструктора, стоящего на бортике бассейна). В то же время звуки, издаваемые под водой (дельфинами, моторной лодкой и др.), слышны очень хорошо. Но поскольку звуковые волны в воде распространяются во все стороны, то, если не видно источника звука, определить место его нахождения невозможно. Об этом следует помнить при погружении и ориентировании в мутной воде.