Pierdzenie a nurkowanie: gazy pod ciśnieniem
Pod falami zwykłe wypuszczenie gazów jelitowych staje się fascynującą lekcją fizyki. Jak zachowuje się gaz uwięziony w jelitach nurka, gdy ciało zanurza się w miażdżącym ciśnieniu głębin?
Fizyka ciśnienia
Nurkowanie zamienia ludzkie jelito w żywe laboratorium prawa Boyle'a, siedemnastowiecznej zasady mówiącej, że objętość gazu jest odwrotnie proporcjonalna do otaczającego ciśnienia. Na powierzchni żyjemy pod ciśnieniem około jednej atmosfery. Na każde dziesięć metrów, które nurek pokonuje w wodzie morskiej, dochodzi kolejna pełna atmosfera. Na dziesięciu metrach otaczające ciśnienie podwoiło się, więc każda kieszeń gazu, w tym azot, wodór, metan i dwutlenek węgla wirujące w okrężnicy, zostaje sprężona do połowy swojej pierwotnej objętości. Po zejściu na trzydzieści metrów ten sam pęcherzyk kurczy się do jednej czwartej. Gaz jelitowy nie znika, jest jedynie sprężony do mniejszej, gęstszej kieszeni. To dokładnie ta sama zasada, która zmusza nurków do wyrównywania ciśnienia w uszach oraz do starannego zarządzania powietrzem w płucach i jacket'cie wypornościowym.
Czy naprawdę można pierdnąć pod wodą?
Tak, nurkowie mogą wypuszczać gazy pod wodą i robią to, a efektem jest niewielka grupka pęcherzyków chwiejnie unoszących się ku powierzchni. Ponieważ gaz jest na głębokości sprężony, pierdnięcie wypuszczone na trzydziestu metrach jest znacznie mniejsze i mniej obszerne, niż byłaby ta sama ilość gazu na powierzchni. Wielu nurków relacjonuje, że wypuszczanie gazów pod wodą odczuwa się inaczej: mokra lub sucha pianka napiera na ciało, otaczająca woda hamuje ruch, a uczucie ulgi jest stłumione. Wewnątrz suchego skafandra gaz nie ma ujścia i po prostu wędruje w jego wnętrzu, co nurkowie żartobliwie opisują jako niemile widzianego towarzysza podróży. Uciekające pęcherzyki są dla nurka nieszkodliwe, choć mogą na chwilę rozbawić lub zaniepokoić znajdującego się obok partnera.
Rozprężanie gazu podczas wynurzania
Prawdziwy dramat rozgrywa się w drodze na górę. Gdy nurek się wynurza, otaczające ciśnienie spada, a sprężony gaz jelitowy odwrotnie stosuje się do prawa Boyle'a, rozprężając się, by odzyskać pierwotną objętość. Gaz, który był ściśnięty na głębokości, pęcznieje, gdy nurek się wznosi, co może wywołać wyraźne wzdęcie, skurcze lub pilną potrzebę wypuszczenia gazów w ostatnich metrach przed wynurzeniem. Wbrew intuicji najbardziej dramatyczne rozprężanie zachodzi w najpłytszej części wynurzania, między dziesięcioma metrami a powierzchnią, gdzie względna zmiana ciśnienia jest największa. Odzwierciedla to kardynalną zasadę nurkowania: nigdy nie wstrzymuj oddechu podczas wynurzania, ponieważ uwięziony gaz się rozpręża. Kto wcześniej objadł się fasolą lub napojami gazowanymi, nauczy się tej lekcji w najbardziej niewygodny sposób.
Bezpieczeństwo, mity i komfort nurka
Mimo komicznego potencjału pierdzenie pod wodą jest całkowicie bezpieczne i nie może popchnąć nurka do przodu, rozerwać pianki ani spowodować żadnej kontuzji, jakkolwiek przekonujące byłyby opowieści snute w barze klubu nurkowego. Prawdziwą troską jest komfort: brzuch pełen rozprężającego się gazu podczas wynurzania jest nieprzyjemny i rozpraszający, dlatego doświadczeni nurkowie po prostu unikają osławionych, wzdymających pokarmów, takich jak fasola, kapusta, cebula i napoje gazowane, w godzinach przed nurkowaniem. Stopniowe wypuszczanie gazu zamiast jego wstrzymywania to wygodny wybór. Lekarze medycyny hiperbarycznej zauważają, że uwięziony gaz w jelitach, podobnie jak gaz uwięziony w uszach, zatokach czy płucach, podlega tym samym prawom fizyki, dlatego komfort trawienny jest dyskretną, lecz realną częścią planowania nurkowania.
Czy wiesz, że...?
- Na głębokości dziesięciu metrów ciśnienie podwaja się, sprężając gaz jelitowy do połowy jego objętości na powierzchni.
- Prawo Boyle'a, sformułowane w 1662 roku, rządzi zarówno wyrównywaniem ciśnienia w uszach, jak i zachowaniem pierdnięć pod wodą.
- Gaz rozpręża się najszybciej w ostatnich dziesięciu metrach wynurzania, gdzie ciśnienie zmienia się najprędzej.
- Pierdzenie pod wodą jest nieszkodliwe i nie może ani popchnąć nurka, ani uszkodzić pianki.
Ciekawostka
Pierdnięcie wypuszczone na głębokości trzydziestu metrów zostaje sprężone do mniej więcej jednej czwartej swojego rozmiaru na powierzchni, a następnie pęcznieje z powrotem do pełnej objętości, gdy nurek się wynurza, czasem docierając na powierzchnię jako znacznie silniejsza potrzeba, niż się zaczęła.
Źródła
- Boyle, R., New Experiments Physico-Mechanical, Touching the Spring of the Air, 1662
- Bove, A. A., Bove and Davis' Diving Medicine, wydanie 4, Saunders, 2004
- Tomljenovic, A. i in., Żołądkowo-jelitowe skutki zmian ciśnienia podczas nurkowania, Diving and Hyperbaric Medicine, 2018
- Levitt, M. D., Objętość i skład ludzkich gazów jelitowych, New England Journal of Medicine, 1971