სკოლის წლებიდან ყველამ იცის, რომ წყალი ჰაერზე მკვრივია. ამის გამო, წყლის ქვეშ წნევის ცვლილება ჩაძირვით უფრო სწრაფია, ვიდრე მისი ცვლილება სიმაღლეზე მატებასთან ერთად. ასე რომ, 10 მეტრზე დაშვებისას ატმოსფეროზე წნევა იზრდება. ღრმა ოკეანის დეპრესიებში, რომელიც 10 ათას მეტრს აღწევს, ეს მაჩვენებელი 1 ათასი ატმოსფეროა. როგორ გავარკვიოთ, როგორ იცვლება წნევა წყლის ქვეშ და როგორ მოქმედებს ის ცოცხალ არსებებზე, ქვემოთ იქნება აღწერილი.
ფიზიკური გამოთვლები
მარილიანი ზღვის წყლის სიმკვრივე 1-2%-ით მეტია სუფთა სითხის სიმკვრივეზე. ამიტომ, გარკვეული სიზუსტით, შესაძლებელია გამოვთვალოთ რა წნევაა წყლის ქვეშ, რადგან ყოველ 10 მეტრზე ჩაძირვისას ის ერთი ატმოსფეროთი იზრდება. მაგალითად, წყალქვეშა ნავი 100 მეტრის სიღრმეზე განიცდის 10 ატმოსფეროს წნევას, რაც შეიძლება შევადაროთ ლოკომოტივში ორთქლის ქვაბის შიგნით არსებულ ინდიკატორებს. აქედან გამომდინარეობს, რომ ზღვის თითოეულ ფენას აქვს თავისიჰიდროსტატიკური ინდექსი. ყველა წყალქვეშა ნავი აღჭურვილია წნევის ლიანდაგებით, რომლებიც ზომავენ წყლის წნევას ნავმისადგომზე, რის საფუძველზეც შეგიძლიათ განსაზღვროთ ჩაძირვის ხარისხი.
დიდი სიღრმეზე შესამჩნევი ხდება წყლის შეკუმშვა, ვინაიდან ღრმა ფენებში მისი სიმკვრივე უფრო მაღალია, ვიდრე ზედაპირზე. და წნევა იზრდება უფრო სწრაფად, ვიდრე წრფივი, რის გამოც გრაფიკი ოდნავ გადახრის სწორი ხაზიდან. სითხის შეკუმშვით გამოწვეული დამატებითი წნევა იზრდება კვადრატთან ერთად. 11 კმ-ზე დაშვებისას ეს არის ამ სიღრმეზე მთლიანი წნევის დაახლოებით 3%.
როგორ იკვლევენ ზღვებსა და ოკეანეებს
კვლევაში გამოყენებულია ბატისკაფები და ბატისფეროები. ბატისფერო არის ფოლადის ბურთი შიგნით სიცარიელე, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს ღრმა ზღვის ძალიან მაღალ წნევას. ბატისფეროს კედელში მოთავსებულია ილუმინატორი - ჰერმეტული ღიობი დახურულია ძლიერი შუშით. ბატისფერო მკვლევართან ერთად გემიდან ფოლადის კაბელზე დაშვებულია წყლის იმ ფენამდე, რომელსაც პროჟექტორი ვერ ანათებს. ამ მოწყობილობის წყალობით შესაძლებელი გახდა 1 კმ-მდე დაბლა. აბაზანის ბატისფეროს მქონე ბატისკაფები (ძირში გამაგრებულია დიდი ფოლადის ავზით), რომელიც სავსეა ბენზინით, შეუძლია კიდევ უფრო დიდი ჩაძირვის მიღწევა.
იმის გამო, რომ ბენზინის სიმკვრივე წყალზე ნაკლებია, ასეთ სტრუქტურას შეუძლია გადაადგილება ზღვაში, ისევე როგორც ჰაერში აფეთქება. მსუბუქი გაზის ნაცვლად გამოიყენება ბენზინი. ამავდროულად, ბატისკაფი აღჭურვილია ბალასტის მარაგით და ძრავით, რომლის წყალობით, ბატისფერისგან განსხვავებით, მას შეუძლია დამოუკიდებლად გადაადგილება, გემთან კომუნიკაციის საჭიროების გარეშე.ზედაპირი.
წნევის შესწავლა წყლის ქვეშ სიღრმეზე
პირველ რიგში, ბატისკაფი წყალზე ცურავს, როგორც მცურავი წყალქვეშა კოვზი. ჩაყვინთვის დასაწყებად, ზღვის წყალი შეედინება ცარიელ ბალასტის განყოფილებებში, რის გამოც სტრუქტურა იწყებს უფრო და უფრო ღრმად ჩაძირვას წყლის ქვეშ, სანამ არ მიაღწევს ფსკერს. ზედაპირზე ასასვლელად ბალასტი იხსნება და ზედმეტი ტვირთის გარეშე ბატისკაფი ადვილად ამოდის ზედაპირზე.
ყველაზე ღრმა ჩაყვინთვა ბატისკაფის გამოყენებით შესრულდა 1960 წლის 23 იანვარს, როდესაც მან 20 წუთი გაატარა მარიანას თხრილში 10919 მეტრის სიღრმეზე წყლის ქვეშ, სადაც წნევა 1150 ატმოსფეროზე მეტი იყო (გამოთვლა ჩატარდა. შეკუმშვისა და მარილიანობის გამო სითხის სიმკვრივის ზრდის გათვალისწინებით). ექსპერიმენტის შედეგად მკვლევარებმა აღმოაჩინეს ცოცხალი არსებები, რომლებიც ცხოვრობენ თუნდაც ასეთ ძნელად მისადგომ ადგილებში.
წყლის წნევა
ჩაყვინთვისას სკუბა მყვინთავი ან მოცურავე ექმნება ჰიდროსტატიკური წნევა სხეულის მთელ ზედაპირზე, ხოლო ის აღემატება მისი სხეულის ნორმალურ პარამეტრებს. მიუხედავად იმისა, რომ მყვინთავის სხეული რეზინის კოსტუმის გამო შეიძლება პირდაპირ არ იყოს წყალთან კონტაქტში, მყვინთავის სხეული ექვემდებარება იმავე წნევას, რაც გავლენას ახდენს მოცურავის სხეულზე, რადგან სარჩელის ჰაერი უნდა იყოს შეკუმშული გარემო ფაქტორების გათვალისწინებით. ამის გამო, შლანგით მიწოდებული სასუნთქი ჰაერიც კი უნდა იყოს ამოტუმბული, წყლის დანიშნულ სიღრმეზე წნევის გათვალისწინებით. იგივე მაჩვენებელი უნდა იყოს ცილინდრებიდან მყვინთავის ნიღაბამდე მიწოდებული ჰაერისთვის.ამგვარად, მყვინთავებმა ჰაერი უჩვეულო სიჩქარით უნდა ჩაისუნთქონ.
არც მყვინთავის ზარი ან კეისონი არ დაეხმარება წნევის წინააღმდეგ, რადგან მასში არსებული ჰაერი ისე უნდა იყოს შეკუმშული, რომ არ მოხვდეს ზარის ქვეშ, ანუ გაზარდოს იგი გარემოს მაჩვენებლებზე. ამ მიზეზით, თანდათანობით ჩაძირვით, ხდება ჰაერის მუდმივი ამოტუმბვა მიღწეულ სიღრმეზე წყლის წნევის მოლოდინით.
მაღალი მაჩვენებლები ცუდ გავლენას ახდენს ადამიანის კეთილდღეობაზე და ჯანმრთელობაზე, რის გამოც არსებობს გარკვეული ზღვარი, რომლითაც ადამიანებს შეუძლიათ იმუშაონ ჯანმრთელობისთვის ზიანის მიყენების გარეშე. ჩვეულებრივ, მყვინთავის კოსტიუმში ჩაყვინთვისას ის 40 მეტრს აღწევს, რაც შეესაბამება 4 ატმოსფეროს. მყვინთავს შეუძლია დიდ სიღრმეებში ჩასვლა მხოლოდ ხისტი კოსმოსური კოსტუმით, რომელიც აიღებს წყლის წნევას. მას შეუძლია უსაფრთხოდ ჩაყვინთვის 200 მეტრამდე.
ზემოქმედება ადამიანის ჯანმრთელობაზე
როდესაც მაღალი წნევის დროს დიდი ხნის განმავლობაში ჩერდებით წყლის ქვეშ, ჰაერის მნიშვნელოვანი რაოდენობა იხსნება სისხლში და სხეულის სხვა სითხეებში. თუ მყვინთავის სწრაფი აწევა მოხდება ზედაპირზე, მაშინ გახსნილი ჰაერი დაიწყებს სისხლიდან გათავისუფლებას ბუშტების სახით. ბუშტების უეცარმა გათავისუფლებამ შეიძლება გამოიწვიოს ძლიერი ტკივილი მთელ სხეულში და გამოიწვიოს დეკომპრესიის დაავადება. ამიტომ, დაშლილი აირის თანდათანობით და ბუშტების გარეშე გამოყოფას შეიძლება დიდი დრო დასჭირდეს (რამდენიმე საათი) მყვინთავის ასამაღლებლად, რომელიც დიდი ხნის განმავლობაში მუშაობდა დიდ სიღრმეზე.
ზღვის წნევა და ზღვის ცხოველები
მიუხედავად იმისა, რომ ადრე იყო მითითებული ზღვის ფსკერზე წნევის უზარმაზარი მნიშვნელობები, ზღვის ცხოველებისთვის ეს არც ისე მნიშვნელოვანი მაჩვენებლებია. ადგილობრივ მოსახლეობას შეუძლია ადვილად და მშვიდად გაუძლოს ამ მაჩვენებლის უზარმაზარ რყევებს დღის განმავლობაში. თუმცა, ზოგიერთი ასეთი ცხოველი კარგად არ მოითმენს წნევის მკვეთრ ცვლილებას. მაგალითად, ბასი ხმელეთზე გატანისას ადიდებს, განსაკუთრებით თუ წყლიდან ძალიან სწრაფად ამოიღება.
ატმოსფერული წნევა წყლის ქვეშ საკმაოდ მარტივი გამოსათვლელია. საკმარისია გახსოვდეთ, რომ ყოველ 10 მეტრზე არის 1 ატმოსფერო. თუმცა, უფრო დიდ სიღრმეზე, სხვა ინდიკატორები მოქმედებს, როგორიცაა შეკუმშვა და წყლის სიმკვრივე. ამასთან დაკავშირებით, საჭირო იქნება გაანგარიშება ამ მნიშვნელობების გათვალისწინებით.
