Az iskolában azt tanítják nekünk, hogy a víz összenyomhatatlan folyadék, de ez csak megközelítőleg igaz. Az óceán fenekén, nagyjából 5 kilométeres mélységben a víz hatalmas súlya elképesztő nyomást fejt ki. Ennek az extrém nyomásnak a hatására a vízmolekulák összenyomódnak, és a folyadék térfogata körülbelül 4,5 százalékkal csökken.
Ez azt jelenti, hogy az óceán fenekén egy teljesen "másfajta víz" található, aminek a szerkezete is eltérő. De még ha el is tekintünk a szerkezeti sajátosságoktól, ez az egész egy zseniális fejtörőre vagy gondolatkísérletre ad lehetőséget: mi történne, ha egy tartályt teletöltenél ezzel a vízzel, és felhoznád a felszínre?
Technikailag nézve a víz valóban nem teljesen összenyomhatatlan, de csak minimális mértékben sűrűsödik. A nyomás minden 10 méternyi mélységgel körülbelül 1 atmoszférával nő. A sűrűségváltozás (és ebből adódóan az állandó tömeg melletti térfogatváltozás) viszonylag kicsi, bár a hőmérsékletet is figyelembe kell venni. Ez általában csökken a mélységgel, de az óceáni áramlatok és a globális keringési folyamatok miatt sosem állandó.
És most jöjjön a legizgalmasabb kérdés, amivel a tanárok előszeretettel zavarják össze a diákokat! Mi történik akkor, ha egy merev falú, légmentesen záródó tartályt csurig töltesz vízzel odalent, szorosan lezárod, majd elkezded felhúzni a felszínre?
Ilyenkor a legtöbbeknek először a tartályon belüli nyomás jut eszébe. Elvégre a kutatók is használnak valahogyan batiszkáfokat, ahol a belső nyomást élhetővé teszik az emberek számára, maga a szerkezet pedig nem roppan össze a merülések és felemelkedések során. Ebből arra következtethetünk, hogy a tartály belsejében lévő nyomás eltérhet a kinti, környezeti nyomástól.
Ekkor azonban bejön a képbe egy másik tényező: a tartály anyaga és falvastagsága. Ha a fal rugalmas és az anyag enged, akkor a külső nyomás hatással lesz a belső térre, és maga az edény is tágulni vagy zsugorodni fog. Ha viszont a tartály törékeny, akkor a nyomás egyszerűen szétzúzza. Mi most mégis abból indulunk ki, hogy a tartály belsejében lévő nyomás is csökken, ahogy haladunk a felszín felé, és az anyag, amit használunk, rugalmas.
És itt jön a csavar, amivel a legtöbbeket lépre lehet csalni! Ha a tartály rugalmas, akkor a benne lévő víz a környezettel arányosan fog tágulni, és látszólag nem történik semmi különös. Van azonban egy nagyon izgalmas apróság, amiről az emberek hajlamosak megfeledkezni. Ha megfigyeled, hogyan vesznek vízmintát az oceanográfusok, látni fogod, hogy az nem csak egy kötélre kötött vödör. Ez egy elég trükkös, szelepekkel ellátott rendszer. Ennek pedig egyetlen, nagyon egyszerű oka van: ha csak úgy simán felhoznád a vizet a mélyből, az valósággal cafatokra tépné a tartályt.
Az ok végtelenül egyszerű: a tengervíz oldott gázokat tartalmaz. A hatalmas nyomás miatt az óceán fenekén lévő víz sokkal több gázt képes elnyelni, mint a felszínhez közeli, kisebb nyomású víz. Amikor elkezded felhúzni a vízzel teli tartályt, a nyomás csökken. És bár maga a víz szinte alig tágul, a gázok elképesztően intenzíven kezdenek kiválni belőle – pontosan úgy, mintha felráznál és kinyitnál egy dobozos kólát. Következésképpen, ha a tartály nem tudja kiengedni ezt a túlnyomást, akkor szinte biztosan felrobban.
Ahogy a tartály közeledik a felszín felé, a környező óceán felől érkező külső nyomás folyamatosan csökken. Eközben odabent a víz, és a belőle kiváló gáz kétségbeesetten próbál a normál térfogatára tágulni.
Mire a tartály elérné a felszínt, a benne lévő nyomás továbbra is a megdöbbentő, 1000 atmoszféra körüli értéken maradna. Csak miheztartás végett: egy szabványos alumínium búvárpalackot nagyjából 200 atmoszférára terveztek. Tehát egy átlagos befőttesüveg, egy acélpalack vagy egy hagyományos búvárpalack, amelyet csurig töltenek és tökéletesen lezárnak az óceán mélyén, már jóval azelőtt szétrobbanna, hogy egyáltalán meglátná a napvilágot. És ezért nem is feltétlenül maga a víz a hibás – a fő problémát a kitáguló oldott gázok jelentik.
Természetesen az oceanográfusok rendszeresen hoznak a felszínre mélytengeri vízmintákat, de a robbanásokat elkerülik azzal, hogy speciális mintavételi eszközöket, például úgynevezett Niskin-palackokat használnak. Ezek a műanyag hengerek a merev, hermetikus lezárás helyett olyan zárókupakokkal vannak ellátva, amelyeket belső rugók vagy erős gumikötelek tartanak a helyükön. Amikor a palackot felhúzzák a felszínre, a táguló víz és gáz nyomása egyszerűen legyőzi a rugók feszítését.
Ez a zseniális megoldás lehetővé teszi, hogy a külső nyomás csökkenésével a felesleges túlnyomás és egy kis mennyiségű víz biztonságosan távozzon, így a minta végül teljesen sértetlenül ér a felszínre.
