飽和潜水と潜水艦の脱出装具、人が水深100mを越える深海で活動するために-潜水艦救難艦とは(中編)

潜水艦の乗組員が危機に陥った際、深海救難艇や加圧・減圧室が重要であるというお話はしましたが、潜水艦の乗組員を救助する上で忘れてはいけないのが、飽和潜水と潜水艦に搭載されている脱出装置についてです。

飽和潜水と言うのは、高い水圧下の深海で潜水艇などに乗り込まずに人が潜水する際の特殊な潜水法で、潜水艦救難以外には深海油田の採掘などで重要な役割を果たします。

また、潜水艦にも乗組員がここに脱出することができる装備が備わっており、人が水深100mを越えるような世界で生き抜くための知恵がここにあります。

前編-深海救難艇と減圧症、沈んだ潜水艦から乗員を救出する困難と克服する方法

飽和潜水、減圧症と高圧神経症

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(飽和潜水による作業)

上の図は飽和潜水によるサルベージ作業の写真です。見ての通り、かなりの重装備で潜水していることが分かります。この装備には、酸素供給能力以外にも温水を循環させて深海の低温から体を守る機能などもついています。

こういった装備を付けて潜水することが飽和潜水というのかと言うと、少し足りません。

そもそも、飽和と言うのは何が飽和しているのでしょう?

飽和と言うのは、実はダイバーの血液中の気体が血中で飽和している状態のことなのです。

なんのこっちゃ? という話ですが、血液に溶け込める気体の量は気圧によって決まっています。気圧が高ければ沢山の気体(酸素・窒素・ヘリウムなど)が血液に溶け込めますし、気圧が低ければあまり溶け込めません。そして、その溶け込める量の限界ピッタリまで溶け込んでいる状態を「飽和状態」と呼ぶのです。

何故そんな状態で潜水するのかというのと、前編でご説明した通り、圧力が高い状態から急に低い状態になれば減圧症になって危険ですが、その逆に急に圧力が高くなるのも「高圧神経症」が発生するので危険なのです。めまいや吐き気、痙攣などが起こるのですが、いきなり血中の気体の濃度が高まれば脳の活動に影響が出るのも当然でしょう。

減圧症ほど深刻な問題ではありませんが、浮上ではなく潜る時に発生するので潜ってからの作業に影響が出ます。しかし、ゆっくり潜れば良いからといって、高圧神経症が発生しないように潜るとなると丸一日掛けてゆっくり潜るハメになります。減圧症が起こらないように浮上するのも数日がかりであり、水中でそんな作業はできません。

つまり、急に気圧が下がれば過飽和(溶けすぎ)状態となり、溶けすぎた余分な気体が泡となって減圧症が発生します。逆に急に圧力が上がれば不飽和(溶け足りない)状態となり、急に気体が溶けて高圧神経症になるのです。

そこで、常に飽和状態にキープできれば、何の問題も起こりません。血中の気体が最初から飽和した状態で潜水する飽和潜水の出番です。

深海の高圧環境を擬似的に作り、飽和状態を保つ

基本的には、減圧症も高圧神経症も「血中の気体量が急に変化する」ことで、「過飽和」になったり「不飽和」になるのが問題なのです。

そこで、予め地上で高圧環境を作り、その環境で予め飽和状態を作っておきます。その後で同じような高圧環境に入っても、それ以上血中の気体量が変化することはありません。つまり、ダイバーが潜水する深度の圧力に潜る前から時間を掛けて体を慣らしておいて、体が擬似的な環境に慣れてから潜るということです。

ただ、地上の高圧環境から潜水しようと外(大気圧下)に出た瞬間減圧症が発生しますので、高圧が保たれたカプセルや潜水艇に乗って深海まで移動し、体を慣らした圧力と水圧がぴったり噛み合う深度で潜水を開始するのです。言ってみれば、金魚を水に入れて運んで、同じくらいの温度の水が入った水槽に移すようなものですね。慣れた環境じゃないと、体が適応出来ません。

ちなみに、作業が終わったら、また高圧環境のカプセルや潜水艇に戻り、地上に上がってからゆっくりと減圧作業を行っていきます。この間に気圧の低い(普通の)場所には出られないため、飽和潜水を行うダイバーは、加圧→潜水→減圧の間、一歩も外(大気圧の下)に出られません

飽和潜水の減圧・加圧作業は非常にゆっくりと行われるため、基本的には血中の気体濃度は常に飽和状態に近い状態のまま作業が行われる様になっています。これがこの潜水法が、飽和潜水と呼ばれる所以なのですね。

他の潜水作業だと、潜水時には不飽和状態が発生し、浮上時には過飽和状態が起こります。危険はありますが、深度が浅い分には落差が許容範囲なので深刻な問題にはなりません。