Fyzmatik | Proč se batyskaf může ponořit do velkých hloubek

Při potápění člověka do mořské vody působí na potápěče hydrostatický tlak, který se přímo úměrně zvyšuje s narůstající hloubkou potopení.  Několik decimetrů pod hladinou je tento tlak natolik velký, že nám už neumožní dýchat pomocí hadice vzduch nad hladinou vody. Tlak vody nám stlačuje plíce a naše svaly jsou natolik slabé, aby jej překonaly. Proto se lidé potápějí s dýchacím přístrojem. V hloubkách přes 100 metrů pod hladinou je tlak natolik velký, že se zde ještě dá potápět ve speciálním pancéřovém skafandru. V hlubších mořských sférách se člověk může pohybovat v ponorkách, i když i ony mají limit, do jaké hloubky se mohou bez poškození ponořit. Do skutečných mořských hlubin se tak dostane jen batyskaf.

Za konstruktéra batyskafu (z řeckého bathos (hloubka) a skaphos (loď)  je považován švýcarský výzkumník Auguste Piccard. Jde o druh ponorky, se kterou je možné se ponořit do ohromných hloubek. Piccard se s batyskafem Trieste poprvé ponořil v roce 1954. Jeho syn se pak v roce 1960 ponořil na mořské dno v hloubce 11 034 metrů v Mariánském příkopu.

Odolat tak vysokému tlaku vody může jen těleso tvaru koule, které by se však nedostalo snadno do velkých hloubek a pak odtud zpátky. Potopená koule, která by měla dostatečně silné ocelové stěny, by byla mnohem těžší než objem vody, který by podle Archimédova zákona vytlačila a nemohla by se pak z hloubky dostat zpátky na hladinu.

Batyskaf je vlastně taková obdoba "horkovzdušného atmosférického balónu"  ve vodě. Má objemově velký plovák, který jej nadnáší.  Pevnost takového plováku zajistí jeho naplnění vhodnou kapalinou, která má výrazně menší hustotu než voda. Používá se petrolej nebo benzín. Okolní voda působí hydrostatickou tlakovou stěnou na stěny ponorky. Kapalina, která je v ní naplněná, je téměř nestlačitelná a tak se stěny ponorky nedeformují a nemění se tak její objem. Navíc podle Archimédova zákona je výsledná celková hustota celého ponořeného tělesa menší než hustota mořské vody a tak může snadno plovat.

Podobný princip potápění do velkých hloubek používají rovněž velryby. Ve své lkavě mají umístěnu velkou dutinu s olejem. Olej tvoří přibližně třetinu hmotnosti celé hlavy a umožňuje její nadlehčování a zároveň její potápění do velké hloubky. Velrybímu oleji se běžně říká rybí tuk a dříve se používal jako zdroj vitamínu D.