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ここでは、現在まで使われたダイビングプロフィルを準備することになった理論を見ておきましょう。
1908年に、ジョン・スコット・ホールデンという学者が、人体は最大でそれまでに受けた絶対圧の半分に等しい低圧を受けても、目立った結果はないという結論に到達しました。
彼の目標は、安全なダイビングプロフィルを計算する数学的方法を見つけることで、彼の推論は次のようでした:

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ガスに圧力をかけると同時に、一定の勾配(圧力差)ができるために、そのガスは液体に溶け込みます。しかし、時間が経つと、液体はガスを吸収し、組織内の圧力が増加します。こうして、勾配が低下します。その結果、吸収速度が低下します。
数学的用語では、吸収曲線は“指数的である”といいます。
特に、組織内の圧力は、一定時間経過すると、その勾配(圧力差)の半分の値まで増加します。もう一回同じ時間が経過すると、圧力は新しい勾配の半分になります。こうして、これが合計6回繰り返されると、この時点で組織内の圧力は100%近くにまでなります。
分子レベルでいうと、その1回の時間が経過すると、交換に係わる分子の半分が溶け込むということです。
これと同じ原理が逆方向でも当てはまります。そこでは、ガスは溶解している状態から、遊離(気泡)状態に戻ります。
この一定間隔の時間をハーフタイムと呼び、これはガス−液体が違うとそれぞれ異なります。
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こうしてガスの吸収と放出の組織状態を表す数学的法則が創り出されました。
しかし、人体は単一の均一な組織から成り立っているわけではありません:

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それゆえ、人体は5つの組織の集団、それぞれが5分、10分、20分、40分、75分のハーフタイムを持つ組織の集団からできていると図式化されました。
今日、この集団はコンパートメント(身体区画)といわれています。 |
このコンパートメントが計算を行う上での数学的仕組みなのです。このモデルでは、二つの原理が考慮されています:
- 第一:
各コンパートメントで交換は独立に生じる(これは“平行して”いると考えられています)。
- 第二:
一つのコンパートメントともう一つは互いに干渉しない
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過剰なガスの排出を計算して、潜降と浮上の際の各コンパートメントの組織内圧力を計算することがこうして可能になりました。
最大半分という限界が有効だと考えて、コンパートメント内の組織内圧力が周囲の圧力の2倍になった場合に一定時間減圧停止をするよう規定すれば、そのコンパートメントは過剰になったガスを少し排出することができ、ダイバーは停止後数メートル浮上することができるわけです。
後に、合衆国海軍はさらに計算を行い、いくらか変形を加えました。
コンパートメントは修正され、そして特に、2対1の関係はすべての組織で使われなくなりました。
空気中の窒素のみが不活性ガスになるという考えに変わり、各コンパートメントに異なる過飽和比が設定されました。
こうして、有名な減圧停止が作成されました。この停止は、40、30、20、10フィートの水深で計算されました。これはそれぞれ、12、9、6、3mに相当します。
この計算は繰り返し潜水にも拡張され、ダイブテーブルが出来上がりました。これは今日でも使われています。
しかしながら、こうしたテーブルはマイクロバブルの形成を考慮していません。一方で、新しいRGBM Mares-Wienkeアルゴリズムではこれを考慮しているのです。
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