معلومة

إلى أي مدى يمكن أن يسبح الإنسان بجهاز الغوص؟

إلى أي مدى يمكن أن يسبح الإنسان بجهاز الغوص؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

باستخدام جهاز الغوص العادي والبدلة المبللة ، ما مقدار الضغط الذي يمكن أن يتحمله جسم الإنسان؟ هذا بافتراض أنهم ينزلون تدريجيًا حسب الضرورة حتى يقوم الجسم بإجراء التعديلات. ما هي الأعراض الأولى التي يختبرونها أثناء نزولهم؟ وإذا نزلوا إلى أعمق عمق يمكنهم الوصول إليه دون حدوث ضرر دائم وفوري ، فكم من الوقت يمكن أن يقضوا في هذا العمق قبل ظهور الأعراض المرتبطة بالوقت؟


بقدر ما يمكنني العثور على الرقم القياسي العالمي الحالي للغوص "سكوبا" هو 1090 قدمًا و 4.5 في عام 2014.

كان الرقم القياسي السابق 1،044 قدمًا في عام 2005 ، لذا (كما هو الحال مع معظم سجلات التحمل البشري والإنجازات البدنية في الوقت الحاضر) نحن على الأرجح في أقصى حد ممكن هناك.

باستثناء بضعة أقدام أخرى (أو حتى بوصات فقط) بالطبع.

على أي حال ، هذه فقط معدات غطس سكوبا عادية

وصل الغوص العميق باستخدام الهيدروكس وتريميكس إلى أعماق 1644 قدمًا (1977) و 1752 قدمًا (1988).

لذا تعتمد الإجابة على ما إذا كنت تسأل عن معدات الغوص التجارية العادية التي تستخدم الهواء المضغوط القياسي أو إذا كنت تريد تضمين خلطات التنفس وما إلى ذلك للمساعدة في تخفيف الانحناءات.


لقد تحدى الغواصون الأحرار العلم منذ فترة طويلة - وما زلنا لا نفهم حقًا كيف يتعمقون في هذا الأمر

كان كيفن فونغ زميلًا في ويلكوم للمشاركة العامة من 2011 إلى 2012 ، وتعاون مع الفنانة مارتينا أماتي كجزء من معرض Wellcome Collection & # 39s الأخير ، في مكان ما بين.

شركاء

تقدم كلية لندن الجامعية التمويل كشريك مؤسس لـ The Conversation UK.

تتلقى The Conversation UK التمويل من هذه المنظمات

اللغات

يسبح الغواصون الأحرار إلى أعماق بالغة تحت الماء (الرقم القياسي الحالي هو 214 مترًا) بدون أي جهاز تنفس. يمكن للأبطال حبس أنفاسهم لفترات غير عادية من الوقت - الرقم القياسي للسيدات هو تسع دقائق والرجال 11.

أنا طبيب يهتم بشكل خاص بالبيئات القاسية ، لذلك كنت مفتونًا عندما طُلب مني التعاون في مشروع فني حول الغوص المجاني لمعرض Wellcome Collection الجديد في مكان ما بين. العلماء وأولئك الذين يمارسون الغوص الحر هم من نواحٍ عديدة غرباء تمامًا عن بعضهم البعض. عندما تنظر إلى الضغوط التي تضعها هذه الرياضة على علم وظائف الأعضاء لدينا ، يبدو في البداية أنه من المستحيل تقريبًا أن يتمكن أي شخص من الغوص إلى هذه الأعماق العميقة - ومع ذلك يفعلون ذلك.

غير مدعوم ، يتنفس الهواء فقط ، يمكنك تسلق إيفرست دون أي دعم إضافي بخلاف ملابسك الواقية. هذا 9 كيلومترات أو نحو ذلك فوق مستوى سطح البحر. ولكن عندما تذهب إلى المحيط في الواقع ، تتغير الأمور بسرعة أكبر بسبب الاختلافات السريعة في الضغط.

إذا نزلت 10 أمتار فقط في المحيط ، فإنك تتعرض لجو إضافي من الضغط: وهذا ضعف الضغط الذي اعتدت عليه على السطح. وكل 10 أمتار بعدك تحصل على جو آخر من الضغط. يبدأ ذلك في التلاعب بجسمك وتشريحك وعلم وظائف الأعضاء بطرق عميقة جدًا ، مما يجعل محاولة الغوص في أعماق المحيط أمرًا صعبًا بشكل فريد. فهو لا يضغط عليك ويقلص المساحات التي تحتوي على الهواء في جسمك فحسب ، بل إنه يغير أيضًا فسيولوجيا جسمك ، ويغير طريقة عمل الغازات في مجرى الدم وكيف تعمل على كل شيء ، بما في ذلك الجهاز العصبي.

في مكان ما بين لقطة التثبيت. © ويلكوم كوليكشن

في الأيام الأولى من الغوص الحر ، كان علماء الفسيولوجيا مقتنعين تمامًا بأن الناس لا يمكنهم تجاوز حوالي 30 أو 40 مترًا. لقد رسموا الرسوم البيانية الخاصة بهم كعلماء وعملوا على ما رأوه. لقد توصلوا إلى ما فهموه عن جسم الإنسان وتأثيرات الضغط عليه وقالوا: "حسنًا ، انظر ، سوف يتم سحق رئتيك وستقوم بصق الدم بحلول الوقت الذي تبلغ فيه الثلاثين من العمر. أو 40 مترا. لذلك لا توجد طريقة يمكنك من خلالها القيام بذلك في الغوص الذي يحبس أنفاسك. هذا لا يمكن القيام به ".

لكن بالطبع ، قرر الغواصون الأحرار القيام بذلك على أي حال - وقد سبحوا جيدًا بعد تلك الحدود النظرية. كيف؟ حاولت مارتينا أماتي ، الغواصة والفنانة الحرة المشاركة في المشروع ، شرح طريقة التفكير التي تتماشى مع هذه الرياضة المتطرفة:

هناك عنصر جسدي ولكنه عقلي بشكل أساسي. هذا هو ما لا يصدق في الغوص الحر. لا يتعلق الأمر بقدراتك البدنية ، بل يتعلق بمهاراتك العقلية والتدريب العقلي بشكل أساسي. عليك أن تتخلى عن كل ما تعرفه وكل ما يجعلك تشعر بالرضا أو السوء. ولذا فهي عملية محررة للغاية. ولكن عليك أيضًا أن تظل مدركًا تمامًا لجسمك ومكانك في الوقت الحالي تمامًا.

على عمق 10 أمتار ، نحتاج إلى كمية من الأكسجين في مجرى الدم أكثر من 100 متر ، لأن ضغط الماء في كل مكان يجعل الأكسجين أكثر قوة. لذا فإن الجزء الأكثر صعوبة من الغوص العميق هو المرحلة الأخيرة من الصعود ، عندما يكون هناك خطر انقطاع المياه الضحلة مع تلاشي الضغط وانخفاض مستويات الأكسجين في أنسجتنا فجأة.

الشروع في العمل صعب جدا. أنت تطفو على السطح وفي الأمتار القليلة الأولى من الغوص. عندما تبدأ في النزول ، يدفعك ضغط الماء للخلف نحو السطح ، حتى يصل عمقها إلى حوالي 13 إلى 20 مترًا عندما تنعكس الديناميكية. وهنا بحسب أماتي:

يبدأ جسمك في الغرق قليلاً مثل الحجر. نسمي هذا الجزء "السقوط الحر" ، اللحظة التي يتوقف فيها المتحررون تمامًا عن الحركة ، وأجمل جزء من الغوص. عندما تعود في النهاية من الغوص وتأخذ أنفاسك الأولى ، في كل مرة تشعر وكأنها أول نفس على الإطلاق. بالنسبة لي ، أشعر وكأنني ولدت من جديد. أفكر في الماء قليلاً مثل الرحم.

مارتينا أماتي تسبح عائدة إلى السطح. الصورة عن طريق دان فيرهوفن. © مارتينا أماتي

باعتبارك غواصًا ، فإن ما تواجهه هو تغير كيمياء مجرى الدم حيث يسمح الضغط المتزايد للغازات بالذوبان بسهولة أكبر وممارسة تأثيرها بسهولة أكبر. لذا فإن النيتروجين ، الكمية الأكبر من النيتروجين التي تذوب في مجرى الدم ، تتصرف على أنها مادة مخدرة وتجعلك في الواقع تشعر بالسكر وعلى مسافة 30 أو 40 مترًا فقط. إذا كنت تغوص في هذه الحدود ، فإن النيتروجين الإضافي يمكن أن يجعلك تشعر بالبهجة.

باعتبارك غواصًا حرًا ، فأنت تعمق ، فأنت تقوم فقط بضغط رواسب الأكسجين الأخيرة من مجرى الدم وتحاول العيش على مستويات أقل بكثير مما يفعله أي إنسان في العادة. وأنت تدخل في هذا النوع من التوازن الغريب بين الضغوط الموجودة في العمق بشكل مؤقت مما يساعد على دعمك بينما حبس أنفاسك يهدد حياتك. إنه حقًا توازن محفوف بالمخاطر للغاية ويتطلب منك القيام ببعض الأعمال الفسيولوجية الغريبة جدًا وغير المفهومة جيدًا للبقاء على قيد الحياة. سجلات الأعماق للغوص الحر البشري الآن سخيفة تمامًا: ليست عشرات بل مئات الأمتار.

فيلم "تحت" لا يزال. © مارتينا أماتي

لدى الناس نماذج تقريبية لكيفية تحقيق ذلك. إنه ليس لغزا كاملا - ولكن من الواضح أن هناك المزيد مما نفهمه تمامًا. ما وجدته رائعًا حقًا في العمل في هذا المشروع هو أن الغواصين الأحرار وغير العلماء الذين يشاركون في الغوص الحر يتحدثون عن هذا النوع من التجربة الشاملة تمامًا للتواجد في واحد مع المحيط وهذا الشعور الرائع بالرفاهية. بالنسبة لعالم وظائف الأعضاء ، هذا هو نشوة الجوع ونقص الأكسجين ، وهي ليست كبيرة ، ولكن بالنسبة للغواصين الأحرار أنفسهم ، هذا جزء من التجربة. من المستحيل عليهم فصل ذلك عن الغوص نفسه.

هناك منطقة رمادية بين الحياة والموت حيث توجد فرصة ويمكن أن تحدث الأشياء. في الطب ، لا نستكشف هذه الحدود للمتعة - ولكن الأشخاص الذين يشاركون في مساعي مثل الغوص الحر يفعلون ذلك كتسلية.

وبالتالي ، فإن عملية الغوص الحر ، التي نظرت إليها ثقافتان مختلفتان - الغواصون الأحرار والعلماء - لا يوجد سوى القليل من التداخل الحقيقي. ينظر المرء إلى رعب منبهر ويرى النوع الآخر أنه أسلوب حياة. بالنسبة لي ، إذن ، كان هذا أكثر بكثير من مجرد تعاون فني وعلم. كان هناك سبب حقيقي لجمع هذين المجالين معًا هنا - يمكن لكل منهما أن يتعلم الكثير من الآخر.

يمكن مشاهدة تركيب مارتينا أماتي متعدد الشاشات "Under" ، والذي تعاونت فيه مع Kevin Fong ، في Somewhere in Between ، وهو معرض في Wellcome Collection ، مفتوح حتى 27 أغسطس 2018.


السباحة والغوص

السائل ليس وسيطًا طبيعيًا للحفاظ على حياة الإنسان بعد مرحلة الجنين ، حيث يتطلب التنفس البشري تهوية بالهواء. ومع ذلك ، فإن جميع الفقاريات ، بما في ذلك البشر ، تظهر مجموعة من الاستجابات التي يمكن أن تسمى "منعكس الغوص" ، والتي تتضمن تكيفات القلب والأوعية الدموية والتمثيل الغذائي للحفاظ على الأكسجين أثناء الغوص في الماء. كما لوحظت تغيرات فسيولوجية أخرى ، إما مستحثة بشكل مصطنع (مثل فرط التنفس) أو ناتجة عن تغيرات الضغط في البيئة في نفس الوقت الذي يتنفس فيه الغواص من مصدر غاز مستقل.

يمكن للسباحين استخدام فرط التنفس ، وهو شكل من أشكال التنفس المفرط الذي يزيد من كمية الهواء الداخل إلى الحويصلات الهوائية ، عن قصد لإطالة الوقت الذي يمكنهم فيه حبس أنفاسهم تحت الماء. يمكن أن يكون فرط التنفس خطيرًا ، ويزداد هذا الخطر بشكل كبير إذا نزل السباح إلى العمق ، كما يحدث أحيانًا في الغطس. تعمل التهوية المتزايدة على إطالة مدة حبس النفس عن طريق تقليل ضغط ثاني أكسيد الكربون في الدم ، ولكنها لا توفر زيادة مكافئة في الأكسجين. وبالتالي ، فإن ثاني أكسيد الكربون الذي يتراكم مع التمرين يستغرق وقتًا أطول للوصول إلى العتبة التي يُجبر السباح عندها على التنفس مرة أخرى ، ولكن في الوقت نفسه ينخفض ​​محتوى الأكسجين في الدم إلى مستويات منخفضة بشكل غير عادي. يزيد الضغط البيئي المتزايد للمياه حول الغواص الذي يحبس الأنفاس من الضغط الجزئي للغازات الرئوية. يسمح ذلك بالحفاظ على ضغط جزئي مناسب للأكسجين في حالة انخفاض محتوى الأكسجين ، ويظل الوعي غير متضرر. عندما يجبر ثاني أكسيد الكربون المتراكم السباح أخيرًا على العودة إلى السطح ، فإن ضغط الماء المتناقص تدريجيًا عند صعوده يقلل الضغط الجزئي للأكسجين المتبقي. قد يحدث فقدان الوعي بعد ذلك في الماء أو تحته.

الغواصون الذين يتنفسون من جهاز ينقل الغاز بنفس ضغط الماء المحيط لا يحتاجون إلى العودة إلى السطح للتنفس ويمكن أن يظلوا في العمق لفترات طويلة. لكن هذه الميزة الواضحة تقدم مخاطر إضافية ، العديد منها فريد من نوعه في فسيولوجيا الإنسان. تنجم معظم المخاطر عن الضغط البيئي للمياه. هناك عاملان متورطان. في عمق الغواص ، يعد الضغط المطلق ، وهو عبارة عن غلاف جوي إضافي واحد تقريبًا لكل زيادة في العمق بمقدار 10 أمتار (32.8 قدمًا) أحد العوامل. العامل الآخر ، الذي يعمل عند أي عمق ، هو التدرج الرأسي للضغط الهيدروستاتيكي عبر الجسم. تشمل تأثيرات الضغط ، التي تظهر في العديد من العمليات على المستويين الجزيئي والخلوي ، التأثيرات الفسيولوجية لزيادة الضغط الجزئي للغازات التنفسية ، وزيادة كثافة غازات الجهاز التنفسي ، وتأثير تغيرات الضغط على أحجام الغاز - احتواء الفراغات في الجسم ، وعواقب امتصاص غازات الجهاز التنفسي ، والقضاء عليها لاحقًا من دم وأنسجة الغواص ، وغالبًا مع تكون الفقاعات. الآثار المتعددة للغمر عند التنفس لا يمكن فصلها بسهولة عن بعضها البعض أو يمكن تمييزها بوضوح عن الآثار ذات الصلة للضغط على أنظمة الجسم الأخرى.

العمل المتزايد للتنفس ، وليس الأداء القلبي أو العضلي ، هو العامل المحدد للعمل البدني الشاق تحت الماء. على الرغم من أن العمل المتزايد على التنفس قد يكون إلى حد كبير بسبب تأثيرات زيادة كثافة الغاز التنفسي على وظيفة الرئة ، فإن استخدام جهاز التنفس تحت الماء يضيف مقاومة تنفس خارجية كبيرة للعبء التنفسي للغواص.

يجب أن يظل ضغط ثاني أكسيد الكربون الشرياني دون تغيير أثناء تغيرات الضغط المحيط ، ولكن ضعف التهوية السنخية في العمق يؤدي إلى احتباس بعض ثاني أكسيد الكربون (فرط ثنائي أكسيد الكربون). قد يتفاقم هذا من خلال زيادة محتوى الشهيق من ثاني أكسيد الكربون ، خاصةً إذا كان الغواص يستخدم معدات إعادة التنفس ذات الدائرة المغلقة وشبه المغلقة أو يرتدي خوذة غير جيدة التهوية. يمكن أيضًا أن تتأثر مستويات الأكسجين السنخي أثناء الغوص. قد ينتج نقص الأكسجين عن فشل في إمداد الغاز وقد يحدث دون سابق إنذار. بشكل أكثر شيوعًا ، يتم زيادة مستويات الأكسجين المستوحى. يمكن أن يكون الأكسجين الزائد سمًا عند ضغط جزئي أكبر من 1.5 بار ("القيمة المكافئة للسطح" = 150 في المائة) ، وقد يتسبب في بداية سريعة للتشنجات ، وبعد التعرض لفترات طويلة عند ضغوط جزئية منخفضة إلى حد ما ، قد يتسبب في تسمم الأكسجين الرئوي مع انخفاض القدرة الحيوية والوذمة الرئوية في وقت لاحق. في الغوص بالغاز المختلط ، يتم الحفاظ على الأكسجين الملهم عند ضغط جزئي في مكان ما بين 0.2 و 0.5 بار ، ولكن في أعماق كبيرة ، يبدو أن عدم تجانس التهوية السنخية والقيود المفروضة على انتشار الغاز تتطلب توفير الأكسجين بمستويات أعلى من المستويات الطبيعية.

تتناقص سعة التنفس القصوى والتهوية الطوعية القصوى للغواص الذي يتنفس الهواء المضغوط بسرعة مع العمق ، بما يتناسب تقريبًا مع مقلوب الجذر التربيعي لكثافة الغاز المتزايدة. وبالتالي فإن ممارسة استخدام غاز خامل مثل الهليوم كمخفف للأكسجين في الأعماق حيث يصبح النيتروجين مخدرًا ، مثل المخدر ، له ميزة إضافية تتمثل في توفير غاز تنفس أقل كثافة. يوفر استخدام الهيدروجين ، الذي يكون غير قابل للاحتراق في خليط يحتوي على أقل من 4 في المائة من الأكسجين ، ميزة تنفسية أكبر للغطس العميق.

في الأعماق القصوى التي يمكن الوصول إليها الآن من قبل البشر - بما في ذلك سجلات حوالي 330 مترًا (1،083 قدمًا) للغوص و 214 مترًا (702 قدمًا) للغوص الحر - قد تكون التأثيرات المباشرة للضغط على مركز التنفس جزءًا من "ارتفاع- متلازمة الضغط العصبي "وقد تكون مسؤولة عن بعض الحالات الشاذة من ضيق التنفس (ضيق التنفس) والتحكم في الجهاز التنفسي التي تحدث مع ممارسة الرياضة في العمق.

المصطلح مثبت ثاني أكسيد الكربون يتم تطبيقه بشكل شائع على الغطاس الذي يفشل في التخلص من ثاني أكسيد الكربون بالطريقة العادية. قد تؤدي القدرة على تحمل ثاني أكسيد الكربون إلى زيادة قدرة الغواص على العمل في العمق ، ولكنها قد تعرضه أيضًا لعواقب أخرى أقل استحسانًا. قد تترافق القيم العالية لثاني أكسيد الكربون في نهاية المد (أقصى تركيز لثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير) مع بذل مجهود معتدل مع انخفاض تحمل السمية العصبية للأكسجين ، وهي حالة إذا حدثت تحت الماء ، تعرض الغواص لخطر كبير . يتم تعزيز تخدير النيتروجين من خلال وجود فائض من ثاني أكسيد الكربون ، والخصائص الفيزيائية لثاني أكسيد الكربون تسهل تنوي ونمو الفقاعات عند إزالة الضغط.

بصرف النظر عن عمق الغوص ، توجد تأثيرات تدرج الضغط الهيدروستاتيكي المحلي عند التنفس. يعزز التأثير الداعم لضغط الماء المحيط على الأنسجة الرخوة العودة الوريدية من الأوعية التي لم تعد متأثرة فقط بالجاذبية ، ومهما كان اتجاه الغواص في الماء ، فإن هذا يقارب آثار الاستلقاء (أي الاستلقاء) على القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي. أيضًا ، يتناقض التوزيع المنتظم لضغط الغاز داخل القفص الصدري مع تدرج الضغط الهيدروستاتيكي الموجود خارج الصدر. قد يكون الضغط داخل الصدر أقل بشكل فعال من ضغط المياه المحيطة ، وفي هذه الحالة سيتم نقل المزيد من الدم إلى القفص الصدري ، أو قد يكون أكبر بشكل فعال ، مما يؤدي إلى انخفاض حجم الدم داخل الصدر. أثبت مفهوم نقطة التوازن الهيدروستاتيكي داخل الصدر ، والذي يمثل التأثير الصافي للضغوط الخارجية وتأثيرات طفو الصدر ، أنه مفيد في تصميم أجهزة التنفس تحت الماء.

يتمدد الغاز داخل الرئة بشكل كبير أثناء العودة الثابتة للغواص نحو السطح. ما لم يتم تنفيس الغاز ، قد يؤدي الغاز المتوسع إلى تمزق الحاجز السنخي ويهرب إلى الفراغات الخلالية. قد يتسبب الغاز خارج السنخ في حدوث "انفجار في الرئة" (استرواح الصدر) أو تتبع الغاز في أنسجة الصدر (انتفاخ الرئة المنصف) ، وربما يمتد إلى التامور أو إلى الرقبة. والأخطر من ذلك هو أن الغازات السنخية المنفلتة يمكن أن تنتقل عن طريق الدورة الدموية إلى الدماغ (انسداد الغازات الشريانية). هذا هو سبب رئيسي للوفاة بين الغواصين. يؤدي عدم الزفير أثناء الصعود إلى وقوع مثل هذه الحوادث ومن المحتمل أن يحدث إذا قام الغواص بصعود طارئ سريع ، حتى من أعماق ضحلة تصل إلى مترين (6.6 قدم). تشمل الأسباب المحتملة الأخرى للرضح الضغطي الرئوي احتباس الغاز عن طريق جزء مريض من الرئة وحبس الغاز بسبب انهيار مجرى الهواء الديناميكي أثناء الزفير القسري في أحجام الرئة المنخفضة.

يمكن تعريف مرض تخفيف الضغط على أنه المرض الذي يحدث بعد انخفاض الضغط الناتج عن تكوين فقاعات من الغازات الذائبة في الأنسجة أثناء تعرض الغطاس لضغط بيئي متزايد. ترتبط الأسباب بعدم كفاية تخفيف ضغط الغواص ، وربما الفشل في اتباع بروتوكول إزالة الضغط الصحيح ، أو أحيانًا استجابة الغواص الشخصية لإجراء إزالة الضغط الآمن على ما يبدو. يبدأ التسبب في المرض بالتأثيرات الميكانيكية للفقاعات وتوسعها في الأنسجة والأوعية الدموية والتأثيرات السطحية للفقاعات على مكونات الدم المختلفة في واجهة الدم والغاز. تلعب الرئة دورًا مهمًا في التسبب في المرض والتاريخ الطبيعي لهذا المرض وقد تساهم في الصورة السريرية. التنفس الضحل والسريع ، والذي يرتبط غالبًا بألم خلف القص الحاد عند الشهيق العميق ، يشير إلى بداية مرض تخفيف الضغط الرئوي ، "الاختناقات". سواء حدث بمفرده أو كجزء من حالة أكثر تعقيدًا من داء تخفيف الضغط ، فإن هذا النمط التنفسي يشكل حالة طوارئ حادة. عادة ما يستجيب بسرعة للعلاج عن طريق إعادة الضغط في غرفة الضغط.


سجلات العالم تحت الماء

هل تساءلت يومًا إلى أي مدى يمكن أن يذهب غواص (مدرب بشكل صحيح)؟ أو إلى أي مدى يمكن للشخص أن يسبح في نفس واحد؟ تابع القراءة للتعرف على بعض أكثر الإنجازات المدهشة في الغوص.

أطول سباحة تحت الماء في نفس واحد & # 8211 ذكر (2016)

في عام 2016 ، سجل الفنزويلي و PADI Ambassa الغواص كارلوس كوست الرقم القياسي لأطول سباحة في المياه المفتوحة في العالم في نفس واحد. باستخدام الزعانف ، سبح كوستي لمسافة 580 قدمًا (177 مترًا) في ثلاث دقائق وخمس ثوانٍ ، محطمًا مسافته القياسية السابقة البالغة 492 قدمًا (150 مترًا) والتي تم تحديدها في عام 2010. شاهد الحدث القياسي من كرالينديجك ، بونير ، جزر الأنتيل الهولندية:

أطول سباحة تحت الماء في نفس واحد & # 8211 أنثى (2016)
أطول مسافة تسبح في المياه المفتوحة في نفس واحد (باستخدام الزعانف) بواسطة أنثى هي 505 قدمًا (154 مترًا). سجلت مارينا كازانكوفا الرقم القياسي في بونير في 9 سبتمبر 2016. وبحسب ما ورد كانت ترتدي زي حورية البحر.

أعمق تجمع (2014)
عندما تم افتتاح Y-40 "Deep Joy" في عام 2014 ، فقد تجاوز Nemo 33 باعتباره أعمق حوض غطس في العالم. يقع Y-40 في فندق Terme Millepini في بادوفا بإيطاليا على عمق 131 قدمًا (40 مترًا). تضم كهوفًا تحت الماء ومنصات على أعماق مختلفة ونفق مشاهدة لغير الغواصين. في عام 2017 ، أجرى المحرر Guillaume Néry الغوص مرة واحدة في قاع حوض السباحة.

أعمق غطس & # 8211 ذكر (2014)
أحمد جبر مدرب PADI® يحمل الرقم القياسي العالمي لأعمق غوص سكوبا. تدرب جبر لمدة أربع سنوات قبل المحاولة التي بلغت ذروتها في الغوص حتى 1090 قدمًا (332 مترًا). "أردت إرضاء فضولي حول مدى عمق جسم الإنسان ، كنت أبحث في الكتب وعلى الإنترنت ولكن لم أحصل على الإجابة المطلقة ، لذا اكتشفت أن أفضل طريقة للعثور على الإجابة هي تجربتها بنفسي ،" قال جبر.

استغرق النزول 14 دقيقة ، لكن رحلة عودة جبر استغرقت أقل من 14 ساعة. وأضاف: "كان لدي سمكة قرش بيضاء محيطية كشركة لمدة 6 ساعات ، أعتقد أنه أراد أن يهنئني."

تم تسجيل الرقم القياسي العالمي السابق في عام 2005 ، وهو حمامة جنوب إفريقيا نونو جوميز على ارتفاع 1044 قدمًا (318 مترًا).

أعمق الغوص في المياه العذبة الأنثوية (2004) والمياه المالحة (2015)
Verna van Schaik (جنوب إفريقيا) تحمل الرقم القياسي العالمي لأعمق غطس تحت الماء للسيدات. في عام 2004 ، غطست إلى ارتفاع 725 قدمًا (221 مترًا) في كهف بمياه عذبة في جنوب إفريقيا. استغرق نزولها حوالي 12 دقيقة ، بينما استغرق الصعود خمس ساعات و 22 دقيقة.

PADI OWSI سجلت Ina Dimitrova الرقم القياسي العالمي للمرأة في أعمق غوص تحت الماء المالح في عام 2015. وهبطت إلى 659 قدمًا (201 مترًا) في خمس دقائق وأربعين ثانية. استغرقت رحلة عودتها حوالي خمس ساعات.

أطول بث مباشر تحت الماء (2017)
أقيم أطول بث مباشر تحت الماء في العالم في مايو 2017 في متحف الأحياء المائية بفندق أتلانتس. وفق أخبار الخليج، المحطة الإذاعية الناطقة باللغة الإنجليزية القناة 4 تحت الماء لمدة خمس ساعات ونصف تقريبا.

الغوص في 115 دولة (2013)

دخلت PADI Pro Karin Sinniger في طريقها إلى كتب الأرقام القياسية في فبراير 2013 إلى جانب فيل يسبح في المحيط. حدثت تجربتها تحت الماء في الهند ، الدولة الـ 115 التي سجلت فيها الغوص.


معظم الأيام التي تعيش تحت الماء (2014)

عاش بروس كانتريل ، أستاذ علم الأحياء في ولاية رون ومدرس PADI ، والأستاذة المساعدة جيسيكا فاين (من PADI Divemaster) تحت الماء لمدة 73 يومًا وساعتين في Jules & # 8217 Undersea Lodge. وضع هذا الرقم القياسي العالمي للعيش في موطن ثابت تحت الماء. أثناء إقامتهم ، استضاف العلماء سلسلة من مقاطع الفيديو الأسبوعية بعنوان Classroom Under the Sea (شاهد أرشيف الحلقة على YouTube).

أطول سلسلة غواصين في أمريكا الشمالية (2017)
Dixie Divers ، مركز PADI Five Star IDC ، يحمل الرقم القياسي لأمريكا الشمالية لأطول سلسلة تحت الماء من الغواصين (240) و في عام 2018 ، سوف يتجهون إلى العالمية محاولة تسجيل.

كل عام ، تستضيف Dixie Divers حدثًا ضخمًا للتنظيف تحت الماء. في عام 2017 ، شارك أكثر من 500 غواص ومتطوع علوي. ستتم محاولة الرقم القياسي العالمي في 16 يونيو 2018 بعد التنظيف السنوي. يأمل متجر الغوص أن يشارك أكثر من 400 غواص. إذا كنت مهتمًا بالمشاركة ، فاتبع Dixie Divers على Facebook أو اشترك في النشرة الإخبارية عبر البريد الإلكتروني للحصول على تفاصيل الحدث مع اقتراب التاريخ.

قراءة متعمقة:
للحصول على بعض السجلات العالمية غير العادية (والتي لم يتم التحقق منها تمامًا) ، تحقق من recordsetter.com لمقاطع فيديو مثل:

معظم طوب الكاراتيه المفروم تحت الماء
مكعب روبيكس تم حله في أسرع وقت تحت الماء
معظمهم يصطاد ثلاث كرات تحت الماء

يتساءل المرء كم عدد المنافسين لهذه السجلات؟

لتوسيع سجلاتك الشخصية للعمق أو الوقت الذي تقضيه تحت الماء ، اتصل بمركز أو منتجع PADI المحلي للغوص واسأل عن تخصصات الغواص العميق والغواص المعزز. إذا كنت حريصًا على تحطيم الرقم القياسي الذي حققته Karin Singer في الغوص في أكثر من 100 دولة ، فاسأل متجر PADI المحلي للغوص عن رحلات الغوص القادمة.


95 الردود على & ldquoTriton لا. الغوص ، أو الغوص لا ، لا يوجد Triton. & rdquo

تحتاج الأسماك إلى نفس الأكسجين الذي نحتاجه من أجل التنفس. إذا كان باستطاعة سمكة أكبر من البشر استخراج واستخدام الأكسجين المذاب في الماء عن طريق استخدام خياشيمها ، فمن المؤكد أنه من الممكن أن يجد العلماء طريقة لصنع خياشيم للبشر بشكل مصطنع. من خلال ما هو معروف عن خياشيم الأسماك ، يجب أن تكون المنطقة أكبر من جهاز تريتون ولكن ربما باستخدام تقنيات النانو ربما لا. يبدو لي أن هذا يمكن القيام به وينبغي القيام به.

ماثيو ، متطلبات الأوكسجين الأيضية للثدييات ذوات الدم الحار هي ترتيب من حيث الحجم أعلى من تلك الموجودة في الأسماك ذوات الدم البارد. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل كل حيوان ثديي بحري بحاجة إلى العودة إلى السطح لاستنشاق الهواء. لم تطور أي حيوان ثديي طريقة لاستخراج كمية كافية من الأكسجين المذاب من الماء لتلبية احتياجاتها.

إنها مجرد فكرة ملفوفة في بعض التصميم البارع. المخترع المزعوم لم يخترع أي شيء. لقد رسم بعض الصور الجميلة وصنع نموذجًا أوليًا لطيفًا على الأرجح في طابعة ثلاثية الأبعاد ولكن لا يوجد شيء بداخله.

إنه & # 8217s كل التمنيات.
كاختبار واقعي: يحتاج ملح تصفية التناضح العكسي من مياه البحر إلى ما يقرب من ألف رطل لكل بوصة مربعة للعمل ويعتقد أنه يمكن استخراج O2 باستخدام مضخة صغيرة تعمل بالبطارية؟

لقد فهمت أنهم حاولوا تطوير هذا بفكرة استبدال مجموعة الغطس. حتى لو كان التريتون قادرًا على استخلاص كمية كافية من الأكسجين ، فلا يمكن للمرء إلا أن يغطس من 15 إلى 20 قدمًا دون مخاطر كبيرة. غالبًا ما تمتلئ خزانات الغطس بالهواء غير المخصب بالهواء ، والذي إذا كنت أتذكر أنه يحتوي على نيتروجين أكثر من الأكسجين. يمكن أن يكون النزول إلى ما دون 20 قدمًا محفوفًا بالمخاطر نظرًا لأن الأكسجين يصبح سامًا تحت الضغط. لسوء الحظ ، لا يوجد نيتروجين في مياه المحيط. حتى الآن ، سيكون من المستحيل إنشاء جهاز تنفس يمكن أن يحل محل مجموعة الغطس ، ما لم يتمكن شخص ما من ابتكار شيء ما لإنتاج النيتروجين في الجهاز دون الحاجة إلى خزان آخر ضخم.


أجراس الغوص

تتمتع أجراس الغوص بتاريخ بحري طويل كواحدة من أقدم أنواع المعدات المستخدمة في التنقيب تحت الماء والعمل. وصف الفيلسوف اليوناني أرسطو هذه الاختراعات في القرن الرابع قبل الميلاد. تضمن مفهومه أخذ غلايات معدنية تحت الأمواج لنقل الهواء إلى غواصين الإسفنج. يُقال إن تلميذ أرسطو الإسكندر الأكبر قد استخدم جرسًا كبيرًا للغوص مصنوعًا من الزجاج لينزل إلى ارتفاع 25 مترًا (82 قدمًا).

لوحة إسلامية من القرن السادس عشر للإسكندر الأكبر تُنزل في جرس زجاجي للغوص. ( المجال العام )

اقترح ليوناردو دافنشي صاحب الرؤية الزعانف وأنبوب التنفس وجهاز التنفس تحت الماء لاستكشاف ألغاز أعماق القرن السادس عشر. كانت معداته تحت الماء مزينة بمسامير كبيرة للحماية من وحوش البحر.

رسم لحزام الحياة رسمه ليوناردو دافنشي (حوالي 1488–1490). ( المجال العام )

يعود الفضل إلى الإيطالي Guglielmo de Lorena في اختراع أول جرس غوص لرجل واحد في عام 1535. تتميز بآلية تزويد الهواء الثورية التي سمحت للغواص بالبقاء تحت الماء لساعات في أمان نسبي. في نهاية المطاف ، فإن بدلات الغوص ومعدات الغوص الحديثة والفهم العلمي لكيفية تأثير الضغط على الجسم ستغير إلى الأبد مدى عمق الغواصين وإلى متى.

عالم ما تحت الماء لا يزال حتى اليوم مليئا بالغموض والأسرار المظلمة. من خلال معداتنا عالية التقنية والهندسة والعلوم الطبية المتقدمة ، لا يزال بإمكاننا الوصول إلى أعماق معينة فقط ، ولم نحقق سوى جزء صغير من عالم أعماق البحار. إن المعرفة التي نمتلكها عن الألغاز والثروات التي تكمن في قاع البحار تأتي مباشرة من تلك الغزوات الشجاعة الأولية التي اتخذها القدماء.

الصورة المميزة: تقع بحيرة Ruins Lagoon في الأبراج الملكية ، وهي موطن لأكثر من 20000 من أسماك الشعاب المرجانية العميقة والأسماك السطحية. (ساراماريلين / CC BY 2.0 )


تعلم كيفية الغوص - آنذاك والآن

في عام 1979 خلال سنتي الثانية في المدرسة الثانوية ، في عيد ميلادي ، اشترى والداي لي دورة لشهادة الغوص. لطالما كنت مفتونًا بالفكرة ، معظمها من مشاهدة جاك كوستو على التلفزيون. يسمح لك Scuba ، وهو اختصار لجهاز التنفس تحت الماء الذاتي ، بأخذ خزان من الهواء تحت الماء والتنفس. لا يوجد اتصال بالسطح ، على عكس الغوص باستخدام الخراطيم.

في عام 1979 خلال سنتي الثانية في المدرسة الثانوية ، في عيد ميلادي ، اشترى والداي لي دورة لشهادة الغوص. لطالما كنت مفتونًا بالفكرة ، معظمها من مشاهدة جاك كوستو على التلفزيون. يسمح لك Scuba ، وهو اختصار لجهاز التنفس تحت الماء الذاتي ، بأخذ خزان من الهواء تحت الماء والتنفس. لا يوجد اتصال بالسطح ، على عكس الغوص ذو القبعات الصلبة الذي يستخدم خرطومًا يوصلك بمصدر هواء مزود بالسطح.

مع السكوبا ، أنت حر في السباحة حوله ، بحار مائي حقيقي مع رئة مائية! ابتكرها إميل غانيون وجاك كوستو لأول مرة في الأربعينيات من القرن الماضي ، وقد حررتك هذه الفكرة والتكنولوجيا بشكل لا يضاهى لما يمكن القيام به تحت الماء. سرعان ما أصبحت رياضة ومهنة وصناعة خاصة بها.

استغرقت جوانب الغوص ، التي تتضمن أحدث التقنيات والتدريب أو التعليمات ، وقتًا لتنضج. بحلول سبعينيات القرن الماضي ، كانت لا تزال تتطور ، في الواقع لا تزال كذلك. في ذلك الوقت ، كان يتم تدريس دورات الغوص المبكرة عادةً من قبل رجال البحرية السابقين ، قاسية مثل المسامير. كان من المفترض أن تكون الأنشطة البدنية والفصلية صعبة. لم تكن الشهادة مجرد فصل دراسي يجب اجتيازه ، بل كانت إيمانًا وقبولًا بالإجراءات المناسبة والإعداد لضمان سلامتك. يتطلب تعلم هذه العملية التزامًا فعليًا من أي غواص محتمل.

منذ ذلك الحين ، قامت صناعة الغطس بتبسيط الكثير من وقت التدريب وإجراءات الحصول على الشهادات ، في الغالب لاستيعاب التكنولوجيا الجديدة ولكن أيضًا لأسباب مالية. قد تؤدي الدورات أو التدريبات الطويلة جدًا أو الصعبة جدًا إلى تخويف الغواصين المحتملين. بالطبع ، يوفر هذا أرضية خصبة للنقاش حول ما إذا كانت دورات الشهادات اليوم تُعد الغواصين بشكل مناسب وآمن أو تدربهم. يمكن للمرء أن يجمع عددًا قليلاً من مستويات الشهادات من خلال أخذ الدورات التدريبية ، ومع ذلك لا يزال لديه عدد قليل جدًا من عمليات الغوص الفعلية للتجربة. انها حقا مناقشة جيدة. أنا شخصياً أعتقد أن ذلك يعتمد عليك أيها الغواص ، ومعلمك المحدد ، والمواقف والنبرة التي يتخذها كل واحد منكم تجاه الدورة التدريبية.

بحلول أواخر السبعينيات ، كان الغطس لا يزال يعتبر نوعًا جديدًا من الخبرة ، ولا تزال تقنيته قاسية إلى حد ما. كانت البدلات عبارة عن طبقات ضيقة سميكة من النيوبرين مع اللوحات المرفقة بذيل القندس. كانت الأقنعة كبيرة وضخمة ، وتتطلب الكثير من الهواء لإزالة التسرب الذي يحدث دائمًا. كانت الدبابات تحتوي على صمامات J للهواء الاحتياطي الخاص بك ، عندما أخذت نفسًا ولم يأت شيء ، كنت تعلم أن الوقت قد حان لإشراك آلية الاحتياطي. كان الغواصون يعتبرون متقدمين إذا كان لديهم أي نوع من أدوات قياس الضغط أو العمق. كانت أجهزة التعويم في الأساس عبارة عن مثانة هوائية ذات ياقة حصان مزودة بخرطوشة طوارئ من ثاني أكسيد الكربون ، قمت بسحبها لتنفخ لتصل بك إلى السطح ، إذا لزم الأمر.

كان مدرس الغوص الخاص بي أيضًا مدرس الأحياء في المدرسة الثانوية. لقد ساعد في البحث والإنقاذ لقسم الإطفاء المحلي ، وفي ذلك الوقت ، كان هذا هو المكان الذي نملأ فيه خزاناتنا. لقد كان شابًا لا معنى له وكنت أعرف أن الدورة التدريبية ستكون صارمة وشاملة ، تمامًا مثل فصل علم الأحياء. وكان كذلك.

في عام 1979 ، كانت الدورة التدريبية الأساسية لشهادة الغوص في جمعية الشبان المسيحيين (YMCA) عبارة عن ستة أسابيع من التدريس في الفصول الدراسية وحوض السباحة ، ثم غوصتان في المياه المفتوحة في محجر محلي. يمكن إكمال معظم دورات الشهادات اليوم من خلال التعلم الإلكتروني عبر الفيديو ومن ثم بعض التعليمات الخاصة بوقت التجمع. النتيجة هي الحصول على شهادة المزيد من الغواصين عاجلاً. يمكن للمرء أن يرى لماذا ترغب الصناعة في ذلك.

لم أستطع الانتظار للبدء. كان الفصل في أمسيات الثلاثاء والخميس لمدة ثلاث ساعات. كنت أسير إلى ساحة انتظار المدرسة وأركب مع معلمي وطالبين آخرين إلى أقرب حمام سباحة ، على بعد حوالي 45 دقيقة. كانت لديهم غرفة استخدمناها في التدريس في الفصل ثم ضربنا حمام السباحة. كانت تلك أمسيات ممتعة ولكنها أمسيات طويلة شريرة ومرهقة. I remember dragging myself home exhausted and into bed pretty late…but I was totally hooked.

For classroom instruction we dove into all applicable physics laws, such as Charles’ Law and Boyle’s Law, pertaining to compressed air, how it affects your lungs at depth, as well as the timing of nitrogen build up in your bloodstream and how to "off-gas" it out of you before resurfacing. Another challenge to me was learning dive tables, laminated cards which mathematically helped you design your dives as to how deep you would go and for how long, as well as how long your surface interval had to be between multiple dives, all to avoid decompression sickness.

Of course, this was before dive computers, which now pretty much do all that work for you and just beep or flash when you approach decompression limits. This was also before much use of video, so instruction was the old fashioned way, with plenty of interaction between instructor and students, maybe some slides from an old projector.

Pool sessions were pretty rigorous. For the first two weeks, we did not touch any scuba gear. Instead we just swam around with mask, fins and snorkel, showing the instructors we could be comfortable in the water. For one drill, they dumped dozens of golf balls into the deep end as we lined the shallow end. In one breath, we then swam the length of the pool underwater to the deep end and tried to gather as many golf balls as possible before we had to surface.

What I learned from that drill was to calm down with my swimming underwater the length of the pool, to conserve my air, then calmly go about collecting golf balls, all the time working on convincing myself that I was fine and did not yet need to break for the surface. It helped me think that maybe I could get one more golf ball, or maybe one more after that. This really helped develop air discipline.

We also did the float test, where you just float in the water without touching anything for 30 minutes. Might sound easy, but try it some time. Again, it helped teach you to stay calm and conserve energy, since flailing around tires you out and burns air, whether at surface or underwater. This is why you see experienced scuba divers breathing calmly and puttering along usually with arms folded in front of them. I am glad to see they still do that drill, it taught me air management.

The buddy breathing drill is now a thing of the past, since today’s divers have an "octo" or spare regulator to breathe from, if there is a problem with their primary regulator. So if you have an out-of-air emergency (OOA), you approach your buddy and use their octo, and they expect to do the same. When I certified, there were no such things as octos you had your one regulator…so we would practice with a buddy up and down the pool passing a regulator back and forth between us. Gave me new perspective to the concept of dive buddy!

Another drill no longer used is when we took all our gear into our arms and jumped into the deep end. You sink to the bottom, organize yourself, assemble the gear and put it on, then swim back up. On the bottom, your first task was to get your air going, get the regulator into your mouth then find your mask to put on and clear. You were then in business and could properly put on everything else in a methodical way. This taught me to know my gear, sometimes just by feel. More on no visibility diving later!

Towards the end of my course, we would swim along a predetermined route in the pool while the instructor and assistants would swim around us purposely knocking our masks ajar or completely off, which obviously flooded them. We would then stop, calmly get the mask set right, clear it of water then continue on our way. They would also sneak up behind you and turn your air off, which suddenly caught us short of air flow. Again, we would stop, calmly reach behind and turn the knob back on and continue breathing. Taught us not to jump right into panic mode and break for the surface if something went amiss.

In fact, the entire course was designed to teach you to deal with things that probably might never happen, but to be mentally prepared for something if it did. In a cold local quarry that spring, we repeated a lot of those skill drills for our open check-out dives. We then chased turtles and fish around and had a great time. Receiving my YMCA Scuba Diver certification was pretty cool and started me on a great phase of my life. It also came with a patch!

Scuba diving is incredibly safe, but you need to be smart about it and prepared for it, like keeping your gear in good working condition. Or gauging dive conditions like water and weather, as well as your own limitations. The key is to be comfortable in the water. Mottos like "plan your dive and dive your plan" or "don’t hold your breath" or "the ocean will always be there" keep you focused, flexible and accountable. Proper training and attitude are important, whether it takes a six-week course or not. It is how you approach it. The result is an extremely enjoyable sport that opens up a new world filled with life, history, science and much more.


Under water breathing apparatus?

اهلا جميعا!
I've got a crazy idea which I believe is easier and a more fun way to clean my inground pool. I've been diving down with my vacuum hose and been cleaning that way. However I need a way to breathe under water. I tried a garden hose attached to a snorkel and this didn't work past a couple feet deep. Anyone have anything that works?

Yes, I've got an automatic cleaner, but I would rather do it this way sometimes!
شكرا
Bryan

LauleaHere&There

Woodyp

Bcobb

Active member

Andrew Sarchus

Active member

As I recall there is a fairly shallow limit (3-4 feet?) beyond which a snorkel won't work because the pressure outside your body is so much higher than the pressure at the end of the snorkel.

On the bright side, this should do a lot for your cardio fitness.

Belldiver

Well-known member

There's really no cheap way to breathe safely underwater, even just in a swimming pool. As you've already noticed, just extending your snorkel to the surface will not work.

People do breath with regulators off of basic shop type air compressors, but they are not meant for breathing air. They have the wrong lubricating oil in them and are generally not filtered properly for breathing. Also risks of Carbon Monoxide poisoning.

Next cheapest option is actual Scuba equipment. You can find this fairly cheap all over eBay or Craigslist if you know what you are looking for, BUT, no reputable Scuba shop will fill your tank unless you are a certified Scuba diver.

Another option is a small Low Pressure air compressor they sell for snorkelers. It floats on an innertube with about 30' of hose trailing down. Still some hazards if you don't understand differential pressure, and just how easily you can overinflate a human lung. Generally this is referred to as a "Hooka" rig. See Brownies Third Lung, below. Still not cheap new, but you could possibly find one used? They sell these alot to yacht owners for cleaning hulls. Pretty much the same thing as cleaning a pool.


The pressure of scuba diving

شارك هذا:

At 25 feet below the surface of the water, Alex Whitaker’s tooth started to ache. When he tried to dive deeper, the pain grew worse.

“It felt like my tooth was going to explode,” says the 17-year-old high school junior from Hackley School in Tarrytown, N.Y. Alex learned to scuba dive on a school trip to Belize and Guatemala. On a scale from 1 to 10, Alex says, the oral agony weighed in at an excruciating 9. “It was the most painful thing I’ve ever felt in my entire life,” he says.

Scuba diving can drop you into a cool blue underwater world. It can also be a painful experience if you’re not careful.

Alex’s so-called tooth squeeze is just one of the unpleasant experiences that can happen to a scuba diver. On the same trip, Tommy Goff, 17, surfaced from his first open-water dive with a bloody nose that turned the inside of his mask red. Annie Brock, 17, had the same problem. She also suffered from ear pain all week, making it hard for her to descend.

المعلمين وأولياء الأمور ، اشترك في ورقة الغش

تحديثات أسبوعية لمساعدتك في الاستخدام أخبار العلوم للطلاب في بيئة التعلم

I traveled with the group, too. And though my ears, teeth, and nose were fine, I had a few bouts of seasickness and post-diving fatigue that left me feeling dizzy and nauseous. A few students threw up over the side of the boat on one particularly rough day.

Scuba stands for “self-contained underwater breathing apparatus.” The diver wears all the equipment he or she needs to stay underwater.

Scuba apparatus includes a tank of compressed air toted by the diver on his or her back, a hose for carrying air to a mouthpiece, a facemask that covers the eyes and nose, regulators that control air flow, and gauges that indicate depth and how much air remains in the tank.

A diver who stays down too long, swims too deep, or comes up too fast can end up with a condition called “the bends.” In this case, bubbles of gas in the blood can cause intense pain, even death.

Getting ready to go scuba diving.

“A friend of mine dove to 350 feet once,” says Dave Heaney, a diving instructor from Ft. Lauderdale, Fla. “He’s now paralyzed permanently from the neck down.” Dave met our group in Belize and gave scuba instruction to several of the kids.

Laws of physics

For the most part, scuba diving is a relatively safe activity—as long as you have a healthy respect for the laws of physics. Basically, it all comes down to pressure.

Even though you might not normally notice, air actually has weight. At sea level, 14.7 pounds of air press down on every square inch of your body. As you go up in altitude, you encounter less air and less air pressure. That’s why it’s harder to breathe on top of a tall mountain. In outer space, there’s no air at all, and astronauts have to wear spacesuits to keep from blowing up like a marshmallow in a microwave.

Underwater, the opposite happens. Water is nearly 800 times denser than air and much heavier. As you dive deeper and deeper, the force of all that water can do funny things to your body.

Emily gets ready to take the plunge.

Ear pain is the most common problem, caused by an imbalance between air inside your ears and air outside your body. On an airplane or underwater, most people have to “pop” their ears to “equalize” the pressure. Equalizing is harder for some people than for others, especially when they have colds or sinus congestion.

Increased pressure underwater also affects how we breathe. At depth, pressure compresses the lungs. Divers take in more air as they descend, and their bodies absorb more nitrogen the deeper they go.

One possible consequence is called nitrogen narcosis. Below certain depths, confusion can set in. “I once had a guy who thought he was Superman,” Dave says. “He tried to climb a wreck but didn’t remember it later. He also tried to give his regulator to the fish.”

“The bends” are even scarier. As you come to the surface from a dive, nitrogen gas can bubble up in your body like carbonation in a freshly opened can of soda. If you swim up too fast, decreasing pressure makes the bubbles expand, which can cause severe pain in your joints and create other problems in your body. Without immediate medical attention, the bends can be fatal.

To avoid these perils, most divers use tables or small computers that calculate how long they can spend underwater at certain depths. On all 10 of our dives in Belize, we made sure to take a 3-minute safety stop at 15 feet, and we rested between dives to let some of the nitrogen ooze out of our bodies.

Scuba diving can reveal a fascinating world of undersea creatures and formations.

As for Alex, he knew right away what was happening. He had been to the dentist just 2 months earlier to get a cavity filled, and there must have been a lingering air pocket in his tooth. He came up to the surface as soon as he felt pain. By the end of the day, the pain was largely gone.

Most of the other divers in our group emerged unscathed from their scuba-diving adventures. “I thought it was the most incredible thing I’ve ever done,” says Eliza Murray, a 17-year-old Hackley junior. “It was more relaxing than anything I’ve done before.”

Which goes to show that physics can be a drag—but it doesn’t have to hurt!


How Scuba Works


Photo courtesy NOAA/Dept. of Commerce
To become a scuba diver, you must be at least ten years old and take an open water certification course. See more pictures of marine life.

In 1943, the famed oceanographer جاك كوستو، جنبا إلى جنب مع Emile Gagnan, invented the aqualung, more commonly referred to as scuba (self-contained underwater breathing apparatus). Scuba made divers more mobile and revolutionized exploration of the oceans. Since then, many advances in scuba technology have made the equipment easier to use, safer and more affordable, allowing many people to enjoy this fascinating adventure. The Professional Association of Diving Instructors (PADI) says that each year, almost 1-million people get certified for recreational scuba diving. You can undertake weekend outings to explore offshore shipwrecks and coral reefs or go on longer dive vacations to exotic locations, perhaps meeting such creatures as sharks, dolphins and whales.

In this article, we will look at the underwater world, examine the scuba equipment and explore how your body reacts to the underwater environment. You'll also find out what you need to do to take part in this sport.

­The underwater environment is hostile to humans and offers unique challenges to the scuba diver with respect to breathing, temperature control, visibility and buoyancy. The basic equipment that you need for scuba diving allows you to cope with the underwater environment. In total, you carry 60 to 75 pounds (27 to 34 kg) of equipment with you into and out of the water.

Let's take a closer lo­ok at the equipment. First we'll find out what it takes to control temperature and buoyancy.

Wet Suits, Dry Suits, and Buoyancy Control

To keep warm underwater, divers wear insulating suits, either wet suits أو dry suits. The wet suit traps a thin layer of water between the insulating rubber of the suit and your body. Your body heat warms the water, which then keeps you warm. Wet suits should fit snugly (a loose wet suit will constantly leak in cold water). Wet suits come in short (covers only the arms and torso) or full-body lengths.

In contrast to wet suits, dry suits are made of a double-walled material with an insulating air space between the layers. They have tight fitting necks, wrists and ankles to prevent water from leaking in. They keep you warm because air is a better insulator than water and because you can wear undergarments with them.

The choice of wet versus dry suits depends on the water temperatures encountered during the dive:

  • Bare skin or nylon wet suit - 82 to 90 degrees Fahrenheit (28 to 32 Celsius)
  • Shorty wet suit - 78 to 90 F (25 to 28 C)
  • Full-body wet suit - 68 to 85 F (20 to 29 C)
  • Dry suit - below 72 F (22 C)

Wet suits and dry suits also have accessories including gloves, boots, vests and hoods.

Buoyancy Control
Underwater, it is important to control your depth at pre-determined levels set in your dive plan. To do so, you must be able to control your buoyancy, the upward force of the water on you. Buoyancy is caused by a difference in pressure between the upper part and lower part of an object. It is related to the object's weight and density, which determines the weight of water displaced by that object.

Buoyancy control device, showing front (left) and back (right)

To control buoyancy, divers use a buoyancy control device (BCD), which is also called a buoyancy compensator (BC), and lead weights. The BCD is a vest consisting of a coated rubber bladder that can be inflated or deflated with low-pressure air, either directly from the regulator's first stage or by mouth through an inflation tube. BCDs usually have a backpack type harness for holding the air cylinders and come in front-collar, vest and back-mounted styles. BCDs contain several pockets for equipment.

Because the wet suit itself is buoyant, you must add additional weights to counter this buoyancy. The weights can be attached to separate belts that the diver wears. Weights can also be inserted into the pockets of BCDs, and some newer BCDs have weight belts integrated into them. ­

Scuba enthusiasts often find that cliff diving is right up their alley. Check out this great cliff diving article and stunning video from Discovery Channel&rsquos Fearless Planet for more information about this daring and exciting adventure sport.

­Now, let's­ take a look at breathing underwater.

Scuba Breathing Apparatus

Typical recreational scuba divers breathe either compressed air (78 percent nitrogen, 21 percent oxygen) or an oxygen-enriched, nitrogen-oxygen combination called Nitrox (64 to 68 percent nitrogen, 32 to 36 percent oxygen). The gas is contained in a cylinder that you carry on your back. The typical cylinder is made of aluminum, weighs about 31 pounds (14 kg) empty and holds 80 cubic feet (2,265 L) of air at 3000 pounds per square-inch (psi), or 204 atmospheres (ATM). This volume of gas would approximately fill a phone booth and weighs about 7 pounds (3.2 kg).


Scuba gas cylinders


Scuba regulator, showing second stage (left) and first stage (right)

You cannot breathe directly out of the tank because the high pressure would damage your lungs. Therefore, the cylinder is fitted with a منظم. The regulator does two things: It reduces the pressure from the tank to a safe level for you to inhale, and it supplies air on-demand. To accomplish these tasks, regulators have two stages:

  • First stage - The first stage attaches to the cylinder. It reduces the pressure from the tank (3000 psi or 204 ATM) to an intermediate pressure (140 psi or 9.5 ATM).
  • Second stage - The second stage is connected to the first stage by a hose. It reduces the pressure from the intermediate pressure to ambient water pressure (such as 1 to 5 ATM depending upon depth). The second stage also supplies air, either only when you inhale (typical operation) or continuously (emergency operation).

The first stage consists of high-pressure and intermediate-pressure chambers, separated from each other by either a valve-diaphragm combination or a piston, which is in contact with the ambient water pressure. The high-pressure chamber receives air directly from the cylinder, while the intermediate-pressure chamber is in contact with the ambient water pressure through the diaphragm or piston. The system operates like this:

  1. You inhale, thereby lowering the pressure in the intermediate-pressure chamber to below the ambient water pressure.
  2. The water pressure pushes inward, opening the valve or piston.
  3. The open valve connects the high-pressure chamber with the intermediate pressure chamber.
  4. Air flows from the high-pressure chamber into the intermediate-pressure chamber, thereby increasing the pressure in the intermediate-pressure chamber.
  5. When the pressure in the intermediate-pressure chamber equals the ambient water pressure, the valve or piston closes.
  6. The process repeats when you inhale again.

The first stage usually has several ports with hoses that lead to the second stage as well as to other devices, such as an additional second stage, tank-pressure gauge and/or buoyancy control device (BCD -- more on this later).


Inside a regulator's second stage

The regulator's second stage consists of:

  • Plastic chamber with an outer rubber diaphragm that is in contact with ambient water pressure
  • Purge button
  • Inner valve that is connected to a movable lever
  • Exhaust valve
  • Mouthpiece

The second stage is connected by a hose to the intermediate-pressure chamber of the first stage. This is how the second stage operates:

  1. You inhale, thereby lowering the pressure within the second stage to below the ambient water pressure.
  2. The water pressure presses in on the diaphragm membrane and moves the lever.
  3. The lever's movement opens the inlet valve. This allows air to flow into the second stage from the first stage, and into your lungs through the mouthpiece.
  4. When you exhale, the pressure in the second stage exceeds the ambient water pressure and pushes out on the membrane.
  5. The membrane moves away, allowing the lever to return to its normal position and thereby closing the inlet valve.
  6. The increased second-stage pressure opens the exhaust valve and allows the exhaled air to leave the second stage.
  7. When you inhale again, the exhaust valve closes and the process repeats.

The regulator must be cleaned with freshwater after each dive to eliminate salt water, silt and debris that would prevent the movements of the various valves and membranes and corrode the parts. Regulators should also be serviced at least once per year. Because the regulator is one of the most important pieces of equipment, many divers choose to purchase their own regulators (instead of rent) so that they can be confident that the regulator is in good working order and has been properly maintained.

The final parts of the breathing apparatus are accessories that contain emergency or alternate air supplies. They include the following:

  • Pony tanks - These are smaller cylinders that strap onto the main cylinder. Pony tanks contain air and have their own regulators. They provide enough air for many emergency situations, such as an ascent from a fairly deep depth.
  • Spare air unit - The spare air unit has the regulator built directly into the on/off valve. It is lightweight and can be carried in the pocket of a BCD. It is designed to provide only enough air to allow you to ascend from a shallow depth.
  • Snorkel - This is a small, J-shaped, lightweight breathing tube with a mouthpiece on one end. It attaches to your mask. When at the surface, the snorkel allows you to breathe outside air when you are swimming face-down, thereby conserving tank air.

Diving Physics, Physiology and Hazards

Underwater, your body must deal with two major issues: pressure and temperature. Pressure affects the amount of nitrogen and oxygen gases that dissolve in your blood and tissues. Pressure also affects your ears and sinuses. The ability of water to absorb your body heat can lower your body temperature and put you at risk for انخفاض حرارة الجسم.

Problems: Dissolved Gases Under Pressure
The air we breathe is a mixture of mostly nitrogen (78 percent) and some oxygen (21 percent). When you inhale air, your body consumes the oxygen, replaces some of it with carbon dioxide and does nothing with the nitrogen. At normal atmospheric pressure, some nitrogen and oxygen is dissolved in the fluid portions of your blood and tissues. As you descend under the water, the pressure on your body increases, so more nitrogen and oxygen dissolve in your blood. Most of the oxygen gets consumed by your tissues, but the nitrogen remains dissolved. Increased nitrogen pressure has two problematic effects on your body: nitrogen narcosis و residual nitrogen.

First, when the nitrogen partial pressure reaches high levels, usually those experienced when you reach depths of about 100 ft (30 m) or more, you experience a feeling of euphoria called nitrogen narcosis. The feeling of euphoria is like that experienced when a dentist or anesthesiologist gives you nitrous oxide (laughing gas). Nitrogen narcosis can impair your judgement and make you feel relaxed or even sleepy -- meaning you could start to ignore your instruments, your dive buddy and even drown. Narcosis comes on suddenly and without warning, but can be relieved by ascending to a shallower depth because the nitrogen starts to come out of solution as pressure decreases.

Second, the amount of excess nitrogen in your tissues depends on how deep you dive and the amount of time you spend at those depths. The only way that you can rid your body of residual nitrogen, excess nitrogen in your tissues, is to ascend to the surface, which relieves the pressure and allows the nitrogen to come out of solution. If you ascend slowly, the nitrogen comes out of solution slowly. However, once you reach the surface, you still have residual nitrogen in your system, so you must relax before your next dive and give your body time to get rid of the residual nitrogen before you dive again.

In contrast, if you ascend rapidly, the nitrogen comes out of your blood quickly, forming bubbles. It's like opening a can of soda: You hear the hiss of the high-pressure gas and you see the bubbles caused by the gas rapidly coming out of solution. This is what happens in your blood and tissues. When nitrogen bubbles form in your system, a condition known as decompression sickness أو "the bends", they block tiny blood vessels. This can lead to heart attacks, strokes, ruptured blood vessels in the lungs and joint pain (one of the first symptoms of decompression sickness is a "tingling" sensation in your limbs).

The best way to avoid decompression sickness is to minimize residual nitrogen by adhering to the "no decompression" depths and bottom times provided by dive tables. If you violate the "no decompression" limits, you have to stay underwater longer, for various times at pre-set depths (determined by dive tables), to allow the nitrogen to come out of your system slowly. This can present problems because you're dealing with a limited air supply and if you ignore the decompression guidelines, you will suffer "the bends," have to be airlifted to a decompression chamber and be decompressed under emergency medical conditions. It's a life-threatening situation.

We have talked about nitrogen under pressure, but what about oxygen?

Effects of Scuba Diving on the Body

High-pressure oxygen can cause convulsions, seizures and drowning. Oxygen toxicity comes on quickly and without warning. For most divers breathing compressed air, this won't occur until they've reach about 212 ft (65 m) below the surface -- usually deeper than "no decompression" limits. However, for divers breathing Nitrox, oxygen toxicity will occur at a shallower depth because the oxygen partial pressure in the gas mixture is higher. The best advice for avoiding oxygen toxicity is to be aware of your depth limit and stick to it.

One final note about gases under pressure: They must flow freely in and out of your lungs at all times during your dive. If you hold your breath while ascending, the gases inside will expand and could block the circulation in your lungs (embolism) or even rupture your lungs (pneumothorax). Therefore, never hold your breath while breathing from scuba gear!

Effects of scuba diving on the body


Ears and Sinuses

Within your head and skull bone are air spaces, sinuses within the bone itself, and air pockets in the ear canal. As you descend in the water, water pressure squeezes the air in these spaces, causing a feeling of pressure and pain in your head and ears. You must equalize the pressure in these spaces by various methods, such as closing your nostrils and gently blowing your nose. If properly equalized, your sinuses can withstand the increased pressure with no problems. However, sinus congestion caused by cold, flu or allergies will impair your ability to equalize the pressure and may result in damage to your eardrum.

Hypothermia
A water temperature below body temperature draws heat from the body. It is important to have proper thermal protection (wet or dry suits) to avoid hypothermia. Shivering is your body's response to lower body temperature and one of the beginning symptoms of hypothermia you should end your dive if you begin to shiver.

Other Risks
Increased physical exercise underwater can lead to fatigue, dehydration, and intestinal or skeletal muscle cramps. Divers should be aware of their physical limits and not push their boundaries.

While there are many risks involved in scuba diving, new divers can minimize the dangers through proper education and training. Open-water certification programs emphasize diving physiology, diving hazards and safe diving practices. A trained diver can enjoy the sport safely with minimal health risks.

Scuba: Additional Equipment

Divers have numerous gauges that provide information. Typically, they carry a gauge that tells them the air pressure in the cylinder, a gauge that tells them their depth and a compass for navigation. These gauges are often arranged on a single console that clips to the BCD. In addition, some divers may also carry a dive computer on their wrist to keep track of their depth and allowable bottom times. The dive computer consists of a battery-poweredmicroprocessor that is programmed with the dive plan. The computer keeps track of depth and time and calculates the diver"s allowable bottom time about 200 times per second.

Information gauges (left) and wrist-worn dive computer (right)

Vision and Locomotion
When you"re diving, you wear a mask so you can both see and close off your nose from water. Masks can be single face plates or double face plates, and can be made with customized, prescription lenses for divers who wear eyeglasses.

Diver"s mask and fin

To swim easily in the water, you wear fins on your feet. Fins come in a variety of styles and colors, including full-feet and half-feet designs.


Dive knife

مستلزمات
You can also carry the following accessories:

  • Dive knife - small knife used by divers to cut themselves free if equipment gets tangled
  • Dive slate board - small board to write on, used when divers must communicate with each other (Some dive boards are actually Magna doodles.)
  • Dive light - flashlight for illuminating objects underwater
  • Safety float - float with a line and dive flag that stays on the surface and warns passing boaters that there are divers beneath the surface
  • Signaling device - device such as a whistle or air horn, used by a diver to draw attention to himself on the surface if he gets separated from partners or dive boat

You may also choose to keep a dive kit on the boat, containing various items to repair equipment, books for planning and logging dives and first-aid kits for treating injuries.

To train for scuba diving, you should be in reasonably good physical condition. It would not hurt to have a medical check up and discussion with your physician prior to training. The first step is to take an open water certification course (PADI or NAUI). For this course, you must be at least 10 years old. The course addresses:

Orientation - receive a basic introduction to the sport

Academic training - learn about diving physiology and hazards, scuba equipment, safety, use of dive tables, planning and emergency procedures

Skill training in confined environment - practice diving skills in a pool or other confined body of water

  • clear a mask that's filled with water
  • recover a regulator after it has come out of your mouth
  • put on and take off equipment in the water
  • perform neutral-buoyancy techniques
  • establish proper weighting
  • do a controlled emergency ascent
  • breathe from a buddy's air supply

Open-water skills - demonstrate the same skills in an open-water environment (river, quarry, lake, ocean). You will make at least four open-water dives as part of your open-water training.

You need your open-water certification card to rent dive equipment. Although you do not need to renew your certification, refresher courses are advised for certified divers who have not gone diving in a long time.

After open-water certification, you may decide to pursue further dive training at several levels:


شاهد الفيديو: Pressure change during diving شرح بسيط مدى تأثير الضغط عند الغواص (شهر فبراير 2023).