Das Volumen eines jeden Gases unter
konstanter Temperatur verhält sich umgekehrt proportional zum absoluten Druck. Die Dichte
ist dem absoluten Druck ebenfalls direkt proportional. Das heißt: der Wert von Druck mal
Volumen ist konstant (p x V = konstant).Dies hat beim Menschen besondere Bedeutung für gasgefüllte Hohlräume, je nachdem, ob diese gasgefüllten Hohlräume flexibel begrenzt sind (wie dies bei der Lunge und
dem Brustkorb der Fall ist) oder ob die Hohlräume starr begrenzt sind (wie dies bei den
Nasennebenhöhlen der Fall ist): Wird z.B. mittels Atemanhalten von der Wasseroberfläche
in eine Tiefe von 10 m getaucht, so steigt der Umgebungsdruck und damit auch der Druck in
den Lungen von 1 bar auf 2 bar, d.h. auf das Doppelte; entsprechend wird die in der Lunge
eingeschlossene Luft auf die Hälfte ihres Volumens komprimiert. Umgekehrt dehnt sich die
in der Lunge eingeschlossene Luftmenge beim Auftauchen aus 10 m Tiefe bis an die
Wasseroberfläche wieder auf das Doppelte ihres komprimierten Volumens aus.
Solche ausgeprägten Volumenänderungen bergen
grundsätzlich immer die Gefahr von Gewebezerreißungen. Besonders hoch wird dieses
Risiko, wenn z.B. durch Emphysemblasen eine erhöhte Verletzbarkeit des Gewebes besteht
oder wenn durch frühere Erkrankungen Vernarbungen bestehen. Zusätzliche Risiken
entstehen aber auch dann, wenn die Lunge nicht nur an der Wasseroberfläche normal mit
Luft gefüllt und mit angehaltenem Atem getaucht wird, sondern beim Tauchen mit
Presslufttauchgerät auch unter Wasser eine normale Lungenfüllung erfolgt:
Hier befindet sich dann in 10 m Wassertiefe etwa doppelt soviel Luftmasse in der Lunge,
wie dies bei gleicher Atemlage an der Oberfläche entspräche: Taucht der Taucher z.B. in
einer Panikreaktion ohne ausreichende Ausatmung an die Wasseroberfläche auf, so dehnt
sich die in der Lunge enthaltene Luftmenge auf das Doppelte aus, was zur Lungenzerreißung
mit anschließender Gasembolie in die Blutgefäße führen kann.
Da der absolute Druck beim Abtauchen in die Tiefe alle 10 m
linear um 1 bar ansteigt, sind die relativen Druckänderungen in der Nähe der
Wasseroberfläche am größten:
von der
Oberfläche auf 10 m Wassertiefe = Druck von 1 bar auf 2
bar = Anstieg um 100%,
|
von 10 m
auf 20 m Wassertiefe
= Druck von 2 bar auf 3 bar = Anstieg um 50% |
von 20 m
auf 30 m Wassertiefe
= Druck von 3 bar auf 4 bar = Anstieg um 33% |
Dies ist auch der Grund dafür,
dass es im
Regelfall unsinnig ist, ärztlicherseits eine auf niedrige Tauchtiefen beschränkte
Tauchtauglichkeit auszusprechen: Wenn keine Tauchtauglichkeit
besteht, dann besteht die Tauchtauglichkeit auch nicht für niedrige Tauchtiefen!
Werden starr umschlossene Gasräume mit einem fest
umschlossenen Gasvolumen, z.B. im Rahmen einer Erkältung zugeschwollene Nasennebenhöhlen
oder Paukenhöhle, einer Druckänderung ausgesetzt, so ist - wegen der starren Umwandung -
eine Volumenänderung und gleichzeitige Druckanpassung an den sich ändernden
Umgebungsdruck nicht möglich. Damit entstehen Druckunterschiede zwischen der starr
umschlossenen Gasmenge und der Umgebung, die im Falle der Nasennebenhöhlen starke
Schmerzen und im Falle der Paukenhöhle auf Grund der Druckdifferenz zwischen Paukenhöhle
und äußerem Gehörgang zum Zerreißen des Trommelfells führen können. Da bereits in 3
m Wassertiefe ein Druckunterschied von 0,3 bar zwischen äußerem Gehörgang und
Paukenhöhle herrscht, genügen bereits wenige Meter Tauchtiefe zum Zerreißen des
Trommelfells mit u.U. für den Taucher tödlichen Folgen: Es strömt gegenüber der
Körpertemperatur deutlich kälteres Wasser ein, welches das Gleichgewichtsorgan massiv
reizt: Bei der sofort einsetzenden Orientierungslosigkeit kann es zum Ertrinken des
Tauchers kommen.