水中壓力對身體的影響 - Neosha S Kashef

觀看完整課程：http://ed.ted.com/lessons/the-effects-of-underwater-pressure-on-the-body-neosha-s-kashef

為什麼魚會翻胃？是什麼讓潛水員的關節裡產生令人疼痛的小氣泡？Neosha S Kashef 仔細解說氣壓性傷害的原理，釐清人類與魚類如何在海裡受到物理定律的影響。

課程由 Neosha S Kashef 提供，動畫由 The Moving Company Animation Studio 製作。

當魚被釣上水面時，

有時會呈現充氣狀態，

眼睛凸出眼窩，

而且胃從口部翻出，

就像吹氣球一樣。

這種肢體損傷是
因為壓力變化過劇造成，

叫做「氣壓性傷害」。

在海裡，每下降 33 英呎，

壓力就會增加
14.7 磅力/平方英寸。

拿銼頭平鮋來說，

牠們可在深達
1800 英呎的地方生活，

那裡的壓力超過
800 磅力/平方英寸。

相當於一隻北極熊站在
一個兩角五分硬幣上。

再看看波以耳定律：

氣體的體積和壓力成反比關係。

因此任何充氣的空間，
譬如像平鲉的魚鰾，

或是人類的肺，

下降越來越深時會壓縮，

上升時會膨脹。

一隻魚咬到漁夫的魚鉤，
然後迅速被拉到水面，

魚鰾裡的空氣就會開始膨脹。

快速膨脹將魚的胃從口中擠出，

而內部壓力增加
則把眼睛推出眼窩，

這種狀況稱為「眼球突出症」。

有時平鲉的眼睛
甚至出現結晶化的樣子，

這是角膜氣腫的關係，

角膜裡面產生小氣泡。

幸好，潛水員不用擔心
封閉的魚鰾，

潛水員一邊上升時可以
藉由呼吸調整肺裡面的壓力，

但還是要注意其他
海裡的物理定律。

亨利定律說，
溶解在液體裡的氣體量

和其分壓成正比。

潛水員吸入的空氣
包含 78% 的氮氣，

在海裡的高壓中，

氧氣筒中的氮氣

在潛水員組織的分布
比陸地上的濃度大。

如果潛水員上升太快，

氮氣會從溶液中跑出來，

然後在她的組織、血液
和關節中產生微小氣泡，

導致減壓症，也就是潛水夫病。

就像你汽水裡的二氧化碳氣泡。

當壓力降低時，
氣體會從溶液中跑出來。

但是對潛水員來說，
氣泡會導致劇烈疼痛，

有時甚至導致死亡。

潛水員為了避免成為
潛水夫病的受害者，

會慢慢上升，中間停下來休息，
叫做潛水减壓站，

讓氣體有時間
從他們的組織散出，

再藉由呼吸釋出身體。

就像潛水員需要減壓，

一隻魚如果要復原，
則需要加壓，

把牠放回海裡就可以了。

不過這不表示可以
把魚直接丟到船外。

充氣的身體會在水面漂浮，

然後被飢餓的海獅一下撈走，
或是被海鷗叼走。

有個很普遍的傳說，

說只要用針刺一下魚胃放氣，

就可以讓魚自己游回去。

但這個「氣球」可不能戳。

要讓魚好好地回到棲息地，

漁夫可以用一個下降裝置，

用魚線慢慢下降，
再在適當的深度放開。

等魚回家之後，
加壓減少了氣體體積，

牠的眼睛就可以
回到眼窩內然後復原，

牠的胃也可以回到原處。

這隻魚就可以繼續過牠的生活，

重新游水、覓食、繁殖，
繁衍更多後代。