Показатели давления воды на глубине

Глубина оказывает прямое воздействие на давление воды. Между ними прямая зависимость. Данное значение рассчитывается по специальной формуле. На различных участках глубоководья указанная величина заметно отличается.

Рассмотрим в статье особенности расчет и составляющие формулы, а также отличается ли давление на участках с разной глубиной.

Влияние глубины

Чем глубже происходит погружение в водную толщу, тем больше становится ее сила. Глубина прямо влияет на увеличение давление. Это значение возрастает пропорционально.

Чем глубже, тем больше плотность водной толщи. С каждым последующим опусканием тела возникает все большая разница между внешним и внутренним водным давлением.

На поверхности действует атмосферное давление. При опускании в воду помимо него тела начинают испытывать еще и гидростатическое сдавливание.

Даже на мелководье на тело оказывается суммарное влияние, состоящее из атмосферного и гидростатического. При нырянии внешнее воздействие на тело возрастает. Возникает разница из-за увеличения плотности среды.

Верхние слои давят на нижние. За счет этого возникает сдавливающая сила на глубоководье. При этом ее показатель на одной глубине один и тот же по всем направлениям.

Зависимость двух физических показателей

С каждым последующим опусканием на 10 м воздействие становится больше на 1 атмосферу. Уже при погружении на 100 метров тела испытывают давление, соизмеримое с тем, что создается в паровом котле.

С погружением общее давление как на человека, так и на любой другой объект, возрастает. На 10 м оно становится больше вдвое.

Прирост давления на глубоководье неодинаков:

• На 10 м прирост составляет 100%.
• На 20 м он уже уменьшается вдвое (50%).
• На 40 он падает до 25%.
• На 60 он уже меньше 20% и составляет 17%.

В воде помимо атмосферного давления возникает еще гидростатический прессинг. Он также называется избыточным. При нахождении в воде любой объект будет испытывать уже сумму двух давлений: атмосферного и избыточного.

Зависимость двух величин напрямую прослеживается при изучении состояния человека, находящегося в условиях глубоководья. Если поместить человека в глубоководную среду, то он не сможет сделать полноценный вдох.

Возникшая разница между двумя давлениями, одно из которых оказывается на грудную клетку водой, а второе  воздухом, что создается в легких, не позволит человеку нормально дышать. При большем погружении грудная клетка разорвется.

Формула для расчета

Данный показатель повышается пропорционально погружению. Он рассчитывается по специальной формуле:

P = p * g * h, где

• p — плотность среды. Примерно равна 1000 кг/м2.
• g — это ускорение, которое придается телу силой тяжести. Это значение называется ускорением силы тяжести или свободного падения. На Земле данная величина примерно равняется 9,81 м/с2.
• h — глубина, на которую погружается какой-либо объект. Высчитывается в метрах.

Формула является выражением закона Паскаля. По ней высчитывается значение гидростатического прессинга. Он напрямую зависит от высоты водного столба.

Произведение плотности (p) и ускорения (g) приблизительно равняется 0,1 атм. С каждым метром опускания на дно воздействие в водной среде повышается на 0,1 атм. Данное правило подтверждает тот факт, что чем глубже происходит опускание в толщу, тем выше становится показатель воздействия.

Сколько составляет на различных глубоководных участках?

Если какой-либо объект поместить в воду на один метр, то он будет испытывать на себе силу, равную 0,1 атм.

Предмет, погруженный на 2 м, уже станет испытывать прессинг величиной около 0,2.

С каждым последующим метром показатель будет возрастать на 0,1 атм. При 5 м значение равняется 0,5. При 10 оно будет уже равняться 1. Более точное число равняется 0,97 атмосферы.

На глубоководье водная толща становится сжатой. Ее плотность увеличивается. Уже на 100 м сила будет практически равняться 10. Более точное число составляет 9,7.

На глубинном участке в 1 км водная среда будет сдавливать находящиеся в ней объекты примерно со значением в 97 атм. Поскольку при 100 м величина равна 9,7, то на 1000 м она увеличивается в 10 раз.

Изменение показателя на разных глубоководных участках представлено в таблице.

При первых 10 метрах прирост невысокий и составляет 0,1 атмосферы. Дальше его показатель увеличивается.

Заключение

Глубина влияет на давление воды. С каждым метром движения объекта вглубь его показатель увеличивается на 0,1 атм. Уже на 10 м сдавливающая сила воды составляет почти 1 атмосферу. Зависимость обеих величин обусловлена плотностью воды, которая возрастает по мере движения тела в ней на дно.

Также на глубоководье происходит увеличение внешнего силового воздействия на объект. Если на поверхности тела испытывают воздействие только атмосферного давления, то в воде помимо него на них еще оказывается и гидростатическое.

При этом прирост воздействия на разных глубинных участках неодинаков. Особенно он высок при первых 10 м погружения. Дальше он начинает довольно быстро снижаться.

Давление воды на разных глубинах.

Ниже в таблице приводится давление (водяного столба) на разных глубинах – от 1 до 500 метров.

* фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi),

** фунтов на кв. фут / pound square feet (psf).

Давление и глубина всегда взаимосвязаны. Соотношение между ними выявляется через специальную формулу. Давление меняется на разной глубине. О том, как оно высчитывается и что требуется для вычислений мы расскажем дальше.

Глубина погружения

Организм человека в большей степени адаптирован к воздушной среде. В воде он чувствует себя иначе, поскольку она гораздо плотнее воздуха. У некоторых людей возникает тяга к покорению глубины только из-за такого физиологического фактора.

На суше организм испытывает давление в 1 атмосферу, поэтому на каждый квадратный сантиметр приходится всего 1 кг. В результате этого возникает нагрузка около 16 тонн, но она компенсируется внешним давлением, из-за чего человек не ощущает такой тяжести.

Вода тяжелее воздуха, поэтому при погружении эта величина постоянно растет и меняется в зависимости от веса столба воды. Чем ниже погружается человек, тем сильнее поднимается давление воды, на этом основано уже несколько теорий, которые удалось подтвердить.

Получается, что при погружении в толщу повышается плотность жидкости, из-за чего при опускании постоянно увеличивается разница между давлением внутри и снаружи.

На суше существует только атмосферное давление, его показатель статичен: на каждом квадратном сантиметре земли оно составляет 1033 кг. Его испытывают все люди и предметы на поверхности. Несмотря на высокий показатель, человек не чувствует его из-за уравновешивания и распределению по всему телу.

К этому показателю тело приспособлено, поскольку при нем развивались все органы и части тела. Однако, существует еще и давление водяного столба, его называют гидростатическим. Оно указывает на показатель, который демонстрирует уровень жидкость в результате силы тяжести. При погружении тело человека ощущает оба показателя. С помощью гидростатики ученые определяют не только водонепроницаемость и остальные параметры, они изучают гидравлику, законы равновесия и способы их практического применения.

Даже находясь на мелководье, тело человека испытывает гидростатическое и атмосферное давление. Во время ныряния и другого резкого погружения на глубину разница стремительно растет, поскольку плотность среды увеличивается. Так происходит из-за того, что верхние слои всегда оказывают давление на нижние, появляется сдавливающая сила, которая сильнее ощущается на глубоководье.

https://youtube.com/watch?v=BAW3VVNnmGI%3Ffeature%3Doembed

Насколько зависимы эти показатели?

На глубине погружения в 10 метров давление составляет 1 атмосферу, при превышении дистанции оно медленно увеличивается. Если опуститься на 100 метров, то ощущение появится такое же, как тело испытывает в паровом котле.

При этом создаваемое водой на дне озера давление не всегда соразмерно тому, что рассчитывается изначально. Показатели здесь следующие:

• 10 м — прирост составляет 100%, то есть вместо одной атмосферы появляется две;
• 20 м — показатель составляет лишь 50%;
• 40 м — он достигает уже 25%;
• 60 м — уровень падает до 15–20%.

Каждый погруженный в воду предмет дополнительно испытывает гидростатический прессинг, этот показатель считается избыточным.

Впервые взаимосвязь между глубиной и давлением обнаружили во время изучения того, как организм человека меняется при нахождении на глубине. Этим же объясняется то, что при сильном погружении люди не могут вдохнуть кислород, даже если он подключен.

В этом случае влияет разница между двумя уровнями давления и тем, насколько сильным становится класс прессинга, который влияет на грудную клетку. Поэтому при большом погружении грудная клетка просто разрывается, даже если человек подключен к кислородному баллону.

Как рассчитать давление воды?

Поскольку уровень меняется в зависимости от глубины, его определяют по следующей формуле:

Р = р*g*h, где

• h — уровень глубины погружения в метрах, при этом не учитывают, какой именно объект там находится;
• g — ускорение, возникающее в результате силы тяжести, иногда вместо него за показатель берут силу свободного падения, на поверхности он не меняется и едва превышает 9 единиц;
• р — плотность, которая высчитывается в соотношении килограмм на квадратный метр.

Эта формула появилась в результате формирования закона Паскаля, который определяет показатель давления на жидкость и газ. Выявленная закономерность указывает, что значение прессинга меняется в зависимости от размера водяного столба.

По этой формуле с каждым метром давление увеличивается примерно на 0,1 атмосферу, поэтому при погружении на глубину с каждым метром увеличивается сила воздействия.

На какой глубине давление опасно?

Поскольку каждые 10 метров показатель увеличивается на одну единицу, организм человека выдерживает только определенную глубину. При погружении сердцебиение замедляется примерно на 20%, а при частом нырянии еще больше. Из-за этого в организме снижается уровень потребления кислорода. В такой ситуации организм рефлекторно защищает легкие от попадания воды и повышает давление.

В этот период кровь приливает к жизненно важным органам, чтобы защитить их от высокого давления. Также повышается гемоглобин, чтобы формировались запасы кислорода. Рефлекс появляется даже в том случае, если не нырять, а просто опустить голову в прохладную воду.

Организм пытается предотвратить влияние прессинга, но полностью защититься от него он не может. Уже на глубине 3 м диафрагма неспособна в достаточной мере расширить легкие, чтобы они раскрылись и сделали вдох. У дайверов эта проблема решается тем, что воздух подается под тем же давлением, что и в окружающей среде.

Компенсировать прессинг удается только примерно до 60 метров, на этой глубине давление уже равняется 5 атмосферам. После этого воздух становится еще плотней, поэтому даже при возможности дыхания на этот процесс у человека уходят все силы. В таблице показаны остальные показатели давления и глубина погружения при этом.

Поскольку при погружении прирост давления неодинаковый и снижается он медленно, у человека остается достаточно времени, чтобы подняться повыше. Если этого не сделать, то кислород станет токсичным и вызовет отравление, которое спровоцирует судороги, тошноту, головную боль.

02.05.2017 в 00:05
12.01.2019 в 17:38

На меня оказывается сильнейшее давление

На меня оказывается сильнейшее давление (водолаз и рыбка, Wanna try drugs) – комикс с водолазом в устаревшем скафандре, который говорит, что на глубине на него оказывается сильнейшее давление и желтой рыбкой, которая произносит что-то неприятное.

Происхождение

2 апреля 2017 года комикс с водолазом опубликовал аккаунт в Blankpointdankmemes. В конце апреля мем с водолазом мем перевели на русский и он начал распространяться в пабликах во “ВКонтакте”. В отличие от оригинала с вопросом про наркотики, в рунете рыбка задает куда больше неудобных вопросов.

В англозычном инернете мем так и называется “Wanna try drugs”, в русском языке однозначного названия он пока не получил.

Значение

Комикс с водолазом, который находится под водой и говорит, что на него оказывается давление, имея ввиду давление воды, а затем рыбкой, которая подплывает и задает неудобный вопрос, означает разницу между физическим и моральным давлением. Мем показывает, что с моральным давлением справиться гораздо труднее.

Галерея

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Со школьных лет всем известно, что вода плотнее воздуха. Из-за этого изменение давления под водой с погружением происходит быстрее, чем смена его при увеличении высоты. Так, при спуске на 10 метров происходит рост давления на одну атмосферу. В глубоких океанических впадинах, достигающих 10 тысяч метров, этот показатель составляет 1 тысячу атмосфер. Как узнать, как изменяется давление под водой и как оно влияет на живых существ, будет описано ниже.

Физические расчеты

Плотность соленой морской воды на 1-2% выше показателя пресной жидкости. Поэтому с определенной точностью можно высчитать, какое давление под водой, потому что при погружении на каждые 10 метров происходит его рост на одну атмосферу. К примеру, подводная лодка на глубине 100 метров испытывает давление в 10 атмосфер, что можно сравнить с показателями внутри парового котла в паровозе. Из этого следует, что каждому слою в море соответствует свой гидростатический показатель. Все подводные лодки снабжены манометрами, которые измеряют давление воды за бортом, на основании чего можно определить степень погружения.

На большой глубине становится заметной сжимаемость воды, поскольку ее плотность в глубоких слоях выше, чем на поверхности. И давление растет быстрее, чем по линейному закону, из-за чего график слегка отклоняется от прямой линии. Дополнительное давление, вызванное сжатием жидкости, увеличивается пропорционально квадрату. При спуске на 11 км оно составляет около 3% от всего давления на этой глубине.

Как исследуют моря и океаны

При изучении используются батискафы и батисферы. Батисфера — это стальной шар с пустотой внутри, который выдерживает очень высокое давление морских глубин. В стенку батисферы ставится иллюминатор — герметичное отверстие, закрытое прочными стеклами. Батисферу с исследователем опускают с корабля на стальном тросе до того слоя воды, который не может осветить прожектор. Благодаря этому приспособлению удавалось спуститься до 1 км. Батискафы с батисферой (укрепленной внизу большой цистерной из стали), которая заполнена бензином, может достигнуть еще большего погружения.

Поскольку плотность бензина меньше воды, подобная конструкция может перемещаться в море, словно дирижабль в воздухе. Вместо легкого газа используется бензин. При этом батискаф снабжен запасом балласта и двигателем, благодаря которому он, в отличии от батисферы, может перемещаться самостоятельно, не требуя связи с кораблем на поверхности.

Исследования давления под водой на глубине

Поначалу батискаф плавает по воде, словно всплывшая подводная ложка. Для начала погружения в пустые балластные отсеки вливается забортная вода, из-за чего конструкция начинает опускаться под воду все глубже и глубже, пока не достигнет дна. Для всплытия на поверхность выполняется сброс балласта, и без лишнего груза батискаф легко поднимается на поверхность.

Самое глубокое погружение с использованием батискафа было выполнено 23 января 1960 года, когда он пробыл 20 минут в Марианской впадине на глубине 10919 метров под водой, где давление составляло более 1150 атмосфер (расчет проводился с учетом повышения плотности жидкости из-за сжатия и солености). По итогу эксперимента исследователи обнаружили живых существ, обитающих даже в таких труднодоступных местах.

Ныряя, аквалангист или пловец сталкивается с гидростатическим давлением по всей поверхности тела, при этом оно превышает нормальные показатели его организма. Хотя тело водолаза может не соприкасаться с водой напрямую за счет резинового костюма, он сталкивается с тем же давлением, что оказывает влияние на тело пловца, поскольку воздух в скафандре требуется сжать с учетом показателей окружающей среды. Из-за этого даже подаваемый через шланг воздух для дыхания должен закачиваться с учетом давления воды на предполагаемой глубине. Тот же показатель обязан быть у воздуха, доставляемого из баллонов в маску аквалангиста. Таким образом, ныряльщикам приходится дышать воздухом с непривычными показателями.

Не поможет от давления и водолазный колокол или кессон, поскольку в нем следует сжать воздух, чтобы он не попал под колокол, то есть увеличить до показателей окружающей среды. По этой причине при постепенном погружении происходит постоянная подкачка воздуха с расчетом на давление воды на достигнутой глубине.

Высокие показатели плохо влияют на самочувствие и здоровье человека, из-за чего есть определенный предел, до которого могут работать люди без вреда для здоровья. Обычно при нырянии в водолазном костюме он достигает 40 метров, что соответствует 4 атмосферам. Опуститься на большую глубину водолаз может только в жестком скафандре, который примет на себя давление воды. В нем можно спокойно погрузиться до 200 метров.

Влияние на здоровье человека

При долгом нахождении под водой при высоком давлении немалое количество воздуха растворится в крови и других биологических жидкостях тела. Если произойдет быстрый подъем водолаза на поверхность, то растворенный воздух начнет выделяться из крови в виде пузырьков. Резкое выделение пузырьков может привести к появлению сильной боли по всему телу и привести к кессонной болезни. Поэтому поднятие водолаза, долго проработавшего на большой глубине, может занять много времени (несколько часов), чтобы растворенный газ выделялся постепенно и без пузырьков.

Давление в море и морские животные

Хотя ранее были указаны огромные значения давления, имеющего место на дне моря, для морских животных это не столь существенные показатели. Местные обитатели могут в течении суток легко и спокойно переносить огромные колебания этого показателя. Однако некоторые такие животные очень плохо переносят резкую смену давления. К примеру, при извлечении на сушу морской окунь раздуется, особенно если его очень быстро извлечь из воды.

Атмосферное давление под водой достаточно просто рассчитывается. Достаточно запомнить, что на каждые 10 метров приходится 1 атмосфера. Однако на больших глубинах вступают в силу и другие показатели, такие как сжатие и плотность воды. В связи с чем придется проводить расчет с учетом этих значений.

В эпоху освоения космоса наши возможности ограничены. Человеческое тело, увы, слишком уязвимо для путешествий по Солнечной системе, так что нас заменяют роботизированные аппараты – настоящие первооткрыватели. Но что, если вместо далеких планет мы обратим внимание на собственную? Остались ли на Земле места, на которые не ступала нога человека? Взять, к примеру, дно океана: к сожалению, свободно плавать на большой глубине для представителей вида Homo Sapiens – все равно что полететь на Марс. Наши тела невероятно хрупкие, а давление воды на большой глубине может погубить даже самого опытного аквалангиста. Недостаток кислорода, пригодного для дыхания и невообразимый холод – вот лишь некоторые из проблем, с которыми можно столкнуться отправившись на изучение Марианской впадины. Сильное давление воды представляет угрозу для жизни, так как намного меньше давления окружающей среды. В результате, оказавшись на большой глубине, вашим легким не хватит сил противостоять высокому давлению. И чем глубже вы будете опускаться, тем меньше шансы на выживание. По мере погружения легкие начнут полностью разрушаться, так что мгновенная смерть будет вам обеспечена. Но можно ли что-то с этим сделать? Каковы пределы нашего выживания? И что происходит с телом, когда мы пытаемся пресечь эту опасную границу? Так уж вышло, что мест для комфортного проживания и процветания человечества невероятно мало. Так что если вы каким-то образом застрянете посреди океанической бездны, шансы вернуться на сушу будут равны нулю.

Существуют регионы, добраться до которых не получится. Одно из таких мест – это Марианская впадина.

Тайны Мирового океана

Большая часть Земли – это огромный водоем. Вода покрывает 71% поверхности нашей планеты. Географически этот объем разделен на отдельные регионы, а границы между ними не раз менялись с течением времени по целому ряду исторических, культурных и научных причин. А потому сегодня существует четыре названных океана: Атлантический, Тихий, Индийский и Северный Ледовитый. Однако некоторые страны признают еще один океан – пятый или Южный (Антарктический). В отличие от Тихого, Атлантического и Индийского океана, Южный океан практически новый и славы ему досталось значительно меньше. Его границы были обозначены Международной гидрографической организацией еще в 2000 году, но далеко не все мировые державы согласны с нововведением, так что статус Южного океана сегодня находится под вопросом.

Исторически многие карты и учебники представляли классическую модель четырех океанов. Первые три – Тихий, Атлантический и Индийский – являются основными, в то время как Северный Ледовитый океан занимает менее заметное место в нашем сознании. Возможная причина заключается в его небольшом размере и расположении на периферии карты. К тому же Северный Ледовитый океан частично покрыт льдом. В то же самое время все пять обозначенных океанов являются частью единого целого. Границы, как это часто бывает, существуют лишь в нашей голове. Но насколько глубокий Мировой океан?

Мирово́й океа́н — основная часть гидросферы, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова,

Интересный факт Воды Мирового океана отличаются разными свойствами: плотностью, соленостью, температурой и другими. Большие объемы воды с характерными свойствами называются водными массами. На самом деле Мировой океан – колыбель жизни на Земле, которая предопределила облик нашей планеты, а условия жизни в нем очень различны.

Исследователи оценивают максимальную глубину Мирового океана в 11 022 метров. И по аналогии с исследованием Марса и других тел Солнечной системы, океанское дно вместо нас осваивают роботы, точнее глубоководные роботизированные аппараты. С их помощью ученые ведут учет биоресурсов: так как аппарат движется бесшумно, он не отпугивает рыб и других обитателей подводного мира. Но поможет ли научно-технологический прогресс погружению в Марианскую впадину?

Давление воды на большой глубине

Прежде чем совершить воображаемое путешествие вглубь океана, разберемся с давлением. Во-первых, мы всегда находимся под определенным давлением, просто не замечаем этого. Во-вторых, наше внутреннее давление обычно равно давлению воздуха, то есть весу атмосферы, давящей на нас. Вот почему мы испытываем дискомфорт всякий раз, когда удаляемся от суши и уровня моря на самолете. Во время набора высоты наше внутреннее давление не равняется давлению окружающей среды в результате чего нам «закладывает» уши. То же самое происходит когда мы погружаемся слишком глубоко под воду. Стоит ли говорить, что заниматься глубоководным дайвингом без герметичного скафандра опасно для жизни.

На глубине 11 км давление буквально сплющивает все живое

Но скафандр – не панацея. При каждом погружении на десять с половиной метров, вес воды над нами будет увеличиваться. И если продолжить «спуск,» давление воды будет слишком велико для работы мышц и в первую очередь чрезвычайно затрудняет дыхание. Затем легочные ткани начинают сокращаться, оставляя лишь небольшой запас воздуха.

Следующий этап называют «реакцией погружения» во время которой кровь приливает к сердцу и мозгу. Этот дополнительный приток расширяет кровеносные сосуды в грудной клетке, как бы уравновешивая давление воды.

Что касается самых глубоких погружений, то их характерным отличием является снижение частоты сердечных сокращений до 14 ударов в минуту; для справки, это примерно треть от нормы для человека, который находится в коме. Ученые не уверены, почему дайверы не теряют сознание на значительных глубинах. Возможно, инстинкт самосохранения позволяет им совершать довольно сумасшедшие и опасные для жизни поступки. Это, безусловно удобно, но лишь на непродолжительный период времени. В целом предел глубины, подвластный человеку, до сих пор не определен. Сегодня максимальная глубина для погружения среди профессиональных дайверов едва превышает 120 метров.

давление воздуха внутри организма уравновешивает давление извне. Вода, однако, значительно тяжелее, чем воздух.

Выходит, единственный способ проверить как глубоко в океан мы можем заглянуть – это провести тестирование на живом человеке. Но подобные исследования вряд ли можно счесть гуманными и хоть сколько-нибудь эффективными. К тому же, все происходящее с аквалангистами ученым известно – смерть наступит либо от легочного кровотечения, либо от потери сознания и перераспределения кровотока. Скажем больше, профессиональные дайверы нередко харкают кровью, поднимаясь на поверхность и в целом близки к пределу возможностей собственного тела.

О том, какие еще места на Земле недоступны для человека читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Кто проживает на дне океана?

Как видите, глубоководное погружение – занятие экстремальное. К счастью, развитие технологий позволяет нам изучать океанские и морские глубины. Взять, к примеру, Марианскую впадину, которая является самой глубокой точкой планеты. Расположенная в западной части Тихого океана к востоку от Филиппин Марианская впадина представляет собой шрам в форме полумесяца в земной коре. Ее длина более 2550 километров, ширина достигает 69 км, а расстояние между поверхностью океана и самой глубокой точкой впадины равняется 11 километрам. Если Эверест сбросить в Марианскую впадину, его вершина все равно находилась бы более чем в полутора километрах под водой. Марианская впадина является частью глобальной сети глубоких впадин, прорезающих дно океана. Они образуются при столкновении двух тектонических плит, в результате чего одна из плит погружается под другую в мантию Земли.

Глубины Марианской впадины были впервые исследованы в 1875 году британским кораблем H.M.S. Challenger в рамках первого глобального океанографического круиза. Ученые «Челленджера» зафиксировали глубину около восьми километров, а в 1951 году британское судно H.M.S. Challenger II определило глубину почти в 11 километров. Из-за своей чрезвычайной глубины Марианская впадина покрыта вечной темнотой, а температура всего на несколько градусов выше нуля. Давление воды на дне траншеи примерно в тысячу раз превышает стандартное атмосферное давление на уровне моря.

Самая глубокая точка на планете – это Марианская впадина

Сегодня у ученых нет абсолютно никаких сомнений в том, что в Марианской впадине может существовать жизнь. Ну или организмы, которыми мы можем так называть. Давление там настолько велико, что все позвоночные буквально растворяются, а значит нет ни рыб, ни их костей. Однако ошибки свойственны ученым, а способность живых организмов выживать в экстремальных условиях – заслуга адаптации. Так живет ли на дне Марианской впадины хоть кто-нибудь? Например микробы, которые воспроизводят кислород без солнечного света. Единого ответа на этот вопрос сегодня не существует, так что вся надежда на дальнейшие исследования.

К тому же за последние несколько лет было обнаружено немало экзотических организмов, в числе которых странные полупрозрачные животные – голотурии, которые являются родственниками морских звезд и ежей. Только представьте сколько неизвестных науке видов может проживать в самой глубокой, темной и холодной впадине планеты. Особенно ученых интересуют местные микроорганизмы, которые предположительно могут привести к прорывам в биомедицине и биотехнологиях.

Марианская впадина населена многочисленными видами беспозвоночных животных

А вы знали, что уровень мирового океана растет? О том, почему в таком случае пляжи не становятся меньше, рассказывал мой коллега Раиса Ганиева, рекомендую к прочтению.

Микроскопические обитатели Марианской впадины также могут пролить свет на возникновение жизни на Земле. Некоторые исследователи, например Патриция Фрайер из Гавайского университета и ее коллеги предположили, что грязевые вулканы, расположенные вблизи океанских впадин, могли обеспечить подходящие условия для первых форм жизни на нашей планете. Жизнь на дне Марианской впадины может включать марианскую улитку, сверхгигантских амфипод (ракообразных без панциря) и морских огурцов. Кроме того, изучение горных пород из океанских впадин может привести к лучшему пониманию землетрясений и разрушительных цунами, наблюдаемых по всему Тихоокеанскому региону.

Загрязнение Мирового океана

Может показаться удивительным, но загрязнение пластика и других отходов добрались до Марианской впадины. Как пишет National Geographic, не так давно исследователи обнаружили пластиковый пакет и обертки от конфет внутри самой глубокой точки планеты. А результаты ранее проведенных исследований также выявили у ракообразных повышенные концентрации запрещенных в 1970-е химических веществ, наряду с микропластиком в их желудках. Замыкают список следы углерода-14 в результате испытаний ядерной бомбы. Выходит, способности человека к загрязнению окружающей среды превосходят все прочие. Обидно.

Знакомьтесь: новый житель Марианской впадины – пластиковый пакет.

Тот факт, что мы обнаружили такие экстраординарные уровни этих загрязняющих веществ в одном из самых отдаленных и недоступных мест обитания на Земле, действительно свидетельствует о долгосрочном разрушительном воздействии, которое человечество оказывает на планету, – отмечают исследователи.

Марианская впадина также не застрахована от пластикового загрязнения, которое медленно но верно проникает в Мировой океан. Статья 2018 года опубликованная в журнале Geochemical Perspectives обнаружила, что микропластик чрезвычайно распространен в самых глубоких водах Марианской впадины. Пластик буквально просачивается через океан и концентрируется в его самых глубоких точках. К сожалению, стремительное изменение климата негативно сказывается на Мировом океане, так как буквально заставляет его терять память. О том, как именно это происходит можно узнать здесь.

Фридайверы могут погружаться на огромную глубину под водой (текущий рекорд составляет 214 метров) без аппаратов для дыхания. Чемпионы могут задерживать свое дыхание на очень долгое время, рекорд среди женщин — девять минут, среди мужчин — одиннадцать. Ученые и практикующие фридайвинг, как правило, не пересекаются. Но при ближайшем рассмотрении этого спорта оказывается почти невозможным, что люди могут погружаться так глубоко. А они могут.

Без всякой поддержки, если дышать только воздухом, можно даже покорить Эверест. Разве что защитная одежда понадобится. Это около девяти километров над уровнем моря. Но когда вы погружаетесь в океан, все меняется гораздо быстрее из-за стремительного изменения давления.

Погрузившись всего на 10 метров в океан, вы ощутите в два раза больше давления, чем если бы вы стояли на поверхности. И на каждые 10 метров дальше вы будете получать еще одну атмосферу давления. Организм, анатомия и физиология существенно меняются, функционируя в таких условиях, поэтому погружение глубоко в воды океана оказывается уникально сложным мероприятием. В вашем теле не только сжимаются содержащие воздух пространства, но и поведение газов в кровотоке меняется, а вместе с тем и функции нервной системы.

В первые дни фридайвинга физиологи были уверены, что люди не смогут погружаться ниже 30-40 метров. Наука не позволила бы этому случиться. Ученые начертили графики, выложили все знания о человеческом теле и влиянии давления на него и сказали: «Ваши легкие будут раздавлены, и вы будете плеваться кровью уже на глубине 40 метров. Погрузиться ниже просто не-воз-мож-но».

Конечно, это не переубедило фридайверов — и они смогли обойти эти теоретические границы. Как? На этот вопрос попыталась ответить Мартина Амати, фридайвер:

«Физическая сторона определенно присутствует, но в основном все дело в голове. Именно умонастроение в фридайвинге невероятное. Речь идет не о ваших физических способностях, а об умственных и умственной подготовке. Нужно забыть все, что вы знаете, и все, что делает вам плохо или хорошо. Это освобождающий процесс. В равной степени нужно также полностью осознавать, где ваше тело и где вы, в этот же момент».

На глубине 10 метров нам нужно больше кислорода, чем на глубине 100 метров, потому что давление воды делает кислород мощнее. Получается, самое главное в глубоком погружении — это последний этап подъема, когда есть риск, что давление упадет и кислород в тканях тоже внезапно упадет.

Также тяжело на старте. На поверхности и в первые несколько метров погружения вода выталкивает тело. Когда вы начинаете погружаться, давление воды выталкивает вас обратно на поверхность, и только на глубине 13-20 метров динамика меняется.

«Тело начинает тонуть как камень. Мы называем эту часть свободным падением, когда фридайвер совершенно перестает двигаться. Это самая прекрасная часть погружения. Когда ты возвращаешься из погружения и делаешь первый вдох, каждый раз этот вдох как первый. Для меня это как заново родиться. Я представляю воду как утробу».

Дайвер ощущает изменение химии кровотока, поскольку увеличенное давление позволяет газам с легкостью растворяться и эффективнее проявлять свое действие. Азот, например, который растворен в крови, действует как наркотик, и вы слегка пьянеете уже на глубине 30-40 метров. Если погрузиться ниже, лишний азот вызовет эйфорию.

Когда фридайвер погружается все глубже и глубже, он сжимает эти последние остатки кислорода в кровотоке и пытается продержаться на гораздо более низком кислородом уровне, чем привыкли обычные люди. Вы входите в такое странное равновесие, когда давление еще дает вам дышать и пока не убивает. Это очень тонкий баланс, который требует очень странных и не очень понятных физиологических подвигов, чтобы человек остался жив. Рекорды погружения фридайверов абсурдны: это даже не десятки, а сотни метров.

Можно лишь приблизительно представлять, как это происходит. Нет, это не то, чтобы совсем загадка — но мы многого не понимаем. Фридайверы стали бы интересным объектом для внимания ученых, поскольку физиологически их деятельность связана с кислородным голоданием и гипоксией, что не есть хорошо, однако является неотъемлемой частью опыта фридайверов. Фридайвинг невозможно представить без этого. Это серая область между жизнью и смертью, когда может произойти все что угодно. В медицине эти области не исследуются ради забавы — но люди, которые ставят свою жизнь на кон, занимаясь фридайвингом, представляют эту возможность — исследовать.