Ныряльщик, впервые погружаясь под воду, попадает во враждебную для себя среду. Совершенно не агрессивную, но враждебную. Это потом, спустя время, вода станет другом, но другом строгим и не прощающим ошибок. А все ошибки происходят от незнания и пренебрежения элементарными правилами.

Дышим-то мы воздухом, и без него не обойтись. А в воду мы погружаемся и в ней живем…

Воздух — газ и подчиняется газовым законам, а газы могут и растворяться, и смешиваться, они имеют плотность и вес, им свойственна теплоемкость и теплопроводность.

Воздух — смесь газов, и необходимый для нашего дыхания кислород составляет в нем всего лишь около 21 %, но стоит содержанию кислорода уменьшиться до 18 % — наступает кислородное голодание, потеря сознания, а иногда и гибель.

Углекислый газ (0,03 %) — это продукт жизнедеятельности организма, который удаляется из него с каждым выдохом, а при повышении его содержания до 3 % начинает проявляться его отравляющее действие.

Инертные газы — чуть больше 1 %. Основной их объем (78 %) занимает азот — нейтральный газ, не принимающий участия в обмене веществ. Казалось бы, им можно было бы и пренебречь, но при повышенном давлении он великолепно растворяется в крови и тканях организма. Насыщение организма азотом зависит от глубины и времени пребывания человека на глубине. Именно азот, во время всплытия выделяющийся в виде пузырьков, является основным стимулятором возникновения декомпрессионной, или кессонной, болезни.

Газы и, конечно же, воздух обладают плотностью и массой. Так как молекулы разных газов имеют разную массу, то и плотность их при одинаковом давлении пропорциональна молекулярной массе газа. Об этом гласит закон Дальтона (закон парциальных давлений): общее давление смеси газов равно сумме давлений каждого газа в смеси, а давление каждого газа пропорционально процентному содержанию этого газа в составе смеси. Его называют парциальным (частичным) и определяют по формуле:

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.

Гипотетически в процессе погружения легкие человека должны схлопываться уже на глубине 50–60 метров, где их объем сокращается до литра и менее. Но этого не происходит за счет того, что уменьшение объема компенсируется поступающей в легкие плазмой, которая не дает разрушиться грудной клетке и схлопнуться легким.

У тренированных ныряльщиков с ростом опыта и спортивной формы во время тренировок происходит повышение уровня содержания гемоглобина в крови. Это происходит не сразу, а в процессе нескольких последовательных нырков. Организм как бы раскачивается и запускается.

Увеличение содержания красных кровяных телец в крови позволяет увеличить возможности организма и более эффективно использовать запасенный кислород.

Наиболее эффективным для задержки дыхания является неторопливое и спокойное дыхание в ритме 1:2, где выдох в два раза длиннее вдоха. Такое дыхание не только ментально настраивает человека на длительную его задержку, но и создает повышенное давление в грудной клетке, замедляя сердечный ритм и подготавливая к нырку.

Нетренированный человек в состоянии пробыть без дыхания 30–50 секунд. Но стоит ему подышать чистым кислородом, и задержка увеличивается до 4–5 минут и более. Известны цирковые трюкачи, которые после гипервентиляции кислородом задерживали дыхание на 10–15 минут! Спортсмену-охотнику не до цирковых трюков, тем более что они вдобавок и очень опасны.

Мы дышим не кислородом, а атмосферным воздухом.

Венозная кровь поступает в легкие и вступает в газообмен с альвеолярным воздухом, а вот уже его состав почти постоянен и отличается от воздуха атмосферного.

Нормальная реакция на изменение состава альвеолярного воздуха — возбуждение дыхательного центра. В первую очередь дыхательный центр реагирует на повышение парциального давления (повышение процентного содержания) углекислого газа. Также действует и понижение парциального давления кислорода.

В связи с этим можно сделать простейший вывод — длительность задержки дыхания, в первую очередь, зависит от уровня тренированности организма на выносливость, способность экономно расходовать уже накопленные запасы кислорода. А объем легких, интенсивность работы и внешние условия окружающей среды — это лишь дополнительные факторы, так сказать, отягчающие обстоятельства. С повышением наружного давления во время ныряния на глубину объем воздуха в легких тоже соответственно уменьшается, при этом выравнивание давления в грудной полости обеспечивается различными компенсаторными механизмами, когда объем легких заполняется на глубине физиологическими жидкостями в организме — кровью и лимфой.

Необходимые резервные возможности организма исключительно индивидуальны и обеспечиваются несколькими факторами:

— высокой эластичностью и подвижностью грудной клетки;

— тренированной, развитой и эластичной диафрагмой;

— высокой эластичностью легочной ткани и отсутствием в ней спаек, травм, каверн;

— здоровым состоянием и тренированностью сердечно — сосудистой и лимфатической систем (что позволяет без вреда переносить перенаполнение кровью и лимфой сосудов грудной клетки);

— хорошо развитой мускулатурой грудной клетки и брюшного пресса.

Для каждого отдельного человека резервные возможности исключительно индивидуальны, поэтому трудно прогнозировать, каким образом отреагирует организм на повышение глубины, давления, избыток углекислоты и недостаток кислорода. Однако следует сказать, что резервные возможности увеличиваются в процессе тренировок.

Попытка сделать вдох на глубине из — под маски может привести к риску возникновения баротравмы легких от разрежения. Это происходит в случае, когда давление воды не может полностью уравновеситься противодавлением жидкостей и воздуха в легких.