Fale akustyczne rozchodzą się w wodzie 5 razy szybciej niż w powietrzu

To prawie 1500 metrów na sekundę, podczas gdy w powietrzu tylko 343. Cząsteczki wody są bowiem znacznie gęściej rozmieszczone, dzięki czemu energia fali jest przekazywana sprawniej. W oceanach pojawia się nawet specjalna strefa – tak zwany kanał SOFAR – w której temperatura i ciśnienie sprawiają, że dźwięk potrafi podróżować na setki kilometrów. Nic dziwnego, że wielorybie pieśni słychać w całych basenach oceanicznych. A jednak to, co dla wieloryba jest potężnym megafonem, dla człowieka okazuje się światem cichym i nieco odrealnionym.

Ludzkie ucho stworzone do odbierania fal w powietrzu

Jak zwracają uwagę autorzy artykułu What Do You Hear Underwater? w Scientific American, wyjaśnienie tkwi w naszym ciele, kiedy przewód słuchowy wypełnia się wodą, błona bębenkowa traci swoją sprawność. W efekcie dźwięk dociera do mózgu przede wszystkim przez kości czaszki i tkanki miękkie – a więc drogą, którą w normalnych warunkach posługujemy się tylko w niewielkim stopniu. To przewodnictwo kostne jest mniej czułe i selektywne niż powietrzne, dlatego słyszymy mniej i gorzej. Dodatkowo znika nasz naturalny „kompas akustyczny”: w wodzie różnica czasu między dotarciem fali do jednego i drugiego ucha jest pięć razy krótsza, a mózg nie umie jej zinterpretować. Nurek słyszy więc, że coś się dzieje, ale nie ma pojęcia, skąd dochodzi odgłos – jakby wszystkie dźwięki otaczały go z każdej strony.

Próba rozmowy pod wodą

W powietrzu nasz głos rezonuje w pustych przestrzeniach jamy ustnej, gardła i nosa, nadając mu charakterystyczną barwę. Pod wodą rezonans zanika, bo drgania przechodzą z krtani prosto w tkanki, a stamtąd w wodę. W efekcie dźwięk staje się stłumiony i pozbawiony wyższych tonów, brzmi jakbyśmy mówili z zamkniętymi ustami przez ścianę. Naukowcy z Texas A&M University obrazowo piszą, że pod wodą nasz głos przestaje być filtrowany przez powietrze – to głos „mięsa i kości”.

Spotkanie z ciszą

Tak opisują swoje pierwsze wrażenia nurkowie. Jeden z nich wspominał w wywiadzie dla czasopisma Diver: „Zszedłem na kilka metrów i zatrzymałem się na dnie basenu. Nagle uświadomiłem sobie, że nic nie słyszę oprócz własnego oddechu. Wtedy kolega klasnął w dłonie kilka metrów dalej. Zamiast normalnego klaśnięcia usłyszałem jakby uderzenie w metalową płytę. Ale nie wiedziałem, z której strony to przyszło!”. Ten brak kierunku i obcość dźwięku są jednym z powodów, dla których nurkowanie potrafi tak bardzo odciąć od codziennego świata.

Świat pod powierzchnią nie jest cichy

Jednocześnie warto pamiętać, że pod wodą towarzyszy nam niezwykle bogaty krajobraz akustyczny. Opisuje go m.in. Amorina Kingdon w książce Sing Like Fish (2024), zwracając uwagę na koncerty morskiego życia: trzaski krewetek pistoletowych, nawoływania ryb i pełne melodii pieśni wielorybów. Dla tych stworzeń słuch jest najważniejszym zmysłem – w ciemnej, mętnej wodzie dźwięk bywa jedynym sposobem na komunikację i orientację. Niestety, ten naturalny koncert coraz częściej zagłuszają hałasy wytwarzane przez ludzi: silniki statków, sonary, prace wiertnicze. Fizyka sprawia, że dźwięk w wodzie jest szybszy i silniejszy, ale nasze zmysły są zbudowane do pracy w powietrzu. Dlatego słyszymy pod wodą głuche, bezkierunkowe odgłosy, a nasz własny głos brzmi obco. 

• Amorina Kingdon (2024). Sing Like Fish. Greystone Books.

• Scientific American. (2019). What Do You Hear Underwater?

• Underwater Acoustics for Everyone. (2015).Acoustics Today, 11(3), 24–34.

• West Texas A&M University. (2013). How does sound going slower in water make it hard to talk to someone underwater?