Sprechen funktioniert nicht, Musik hören schon – Klänge unter Wasser

Die Sonne scheint. Der Winter ist vorbei. Alle Welt freut sich auf den Sommer und den dazugehörigen Spaß im Freibad. Wer hat als Kind nicht schon einmal versucht unter Wasser zu reden oder sich einen Spaß daraus gemacht, zu erraten, was der Freund gerade unter Wasser gesagt hat. Leider ist das gar nicht so einfach und es ist meist bei einem Versuch geblieben und man hat sich wieder anderen Aktivitäten gewidmet, da nicht mehr als wirres Gemurmel und Blasen entstanden. Warum man unter Wasser nicht richtig reden, geschweige denn das auch noch verstehen kann, ist gar nicht so schwer zu erklären …

 

Artikulation

Die Grundvoraussetzung zum Sprechen, ist die Atmung. Durch vorbeiströmende Luft an den Stimmbändern werden Laute erzeugt. Bei straff gespannten Stimmbändern entstehen hohe Töne und je entspannter sie sind, desto langsamer schwingen sie und die Laute werden tiefer.
Die Größe des Kehlkopfes und damit die Länge der Stimmbänder ist hierbei maßgeblich für die Tonhöhe der Stimme.
Das Ganze kann man gut an einem aufgeblasenen, aber noch nicht verknoteten, Luftballon testen, indem man die Luft wieder herauslässt und dabei die Öffnung mit den Fingern auseinander zieht.

 

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Kehlkopf_beschriftet.jpg&filetimestamp=20041115043803

 

Schall

Das Problem beim Sprechen unter Wasser ist die Übertragung der Schwingungen der Luft aus der Lunge, auf das Wasser. Sobald Luft aus dem Mund entweicht, verwandelt sie sich in Blasen und steigt an die Wasseroberfläche. Möglich ist jedoch, unter Wasser zu summen. Zwar klingt es verhältnismäßig dumpf, aber es funktioniert durchaus besser als das Sprechen.  Das liegt daran, dass die Schwingungen, die beim Summen entstehen, direkt vom Kehlkopf ausgehen und auf das angrenzende Wasser übertragen werden.

Schallgeschwindigkeit:

Luft: 343 m/s
Helium: 1.000 m/s
Wasser: 1.480 m/s
Eis: 3.200 m/s
Diamant: 18.000 m/s

Im Wasser verbreiten sich Schallwellen rund 4,3 mal schneller als in der Luft, da Wasser eine höhere Dichte hat. Zusätzlich nimmt der Schalldruck bei gleichem Abstand der Schallquelle nicht so schnell ab wie in der Luft, das heißt, es findet eine verlustfreiere Übertragung statt. Dies lässt uns jedoch im Wasser nur schwer bestimmen, aus welcher Richtung und Entfernung ein Geräusch kommt, bzw. lässt den Ursprung des Geräusches näher erscheinen, da das menschliche Ohr evolutionär an die Schallgeschwindigkeit der Luft angepasst ist: Erreicht der Luftschall erst ein Ohr und mit kurzer Verzögerung das Andere, wissen wir woher das Geräusch kommt. Unter Wasser ist der Schalldruck jedoch zu schnell.
Beim Tauchen ist also äußerste vorsicht geboten. Man kann zwar ein herannahendes Boot hören, aber nicht einschätzen, wie weit entfernt es noch ist.

 

Sonar

Da ein Radar unter Wasser nicht funktioniert, weil elektromagnetische Wellen zu stark gedämpft werden, benutzen Schiffe zur Navigation ein Sonar (Sound Navigation and Ranging). Hierbei wird das gleiche Echoprinzip wie beim Radar benutzt. Es werden Schallimpulse ausgesendet, die auf Hindernisse unter Wasser stoßen und zurückgeworfen werden. Durch die Laufzeit der Wellen kann dann die Entfernung berechnet werden.
Auch Wale benutzen diese Technik, zum einen zur Orientierung und zum anderen zur Kommunikation mit Artgenossen.  Es wird vermutet, dass der Schall im Nasengang der Tiere erzeugt und in Schwingungen versetzt wird und dadurch Töne entstehen.

 

 

Liquid Sound

Eine ganz andere Art wie Klänge unter Wasser eingesetzt werden, bietet dieses Verfahren von Micky Remann.
In vielen Schwimmbädern und Thermen gibt es Entspannungsbecken, in denen die Badenden im Wasser liegen und verschiedener Musik lauschen können. Dies wird mit der speziellen Technik des AquaVox TA-100 durch sogenannte Class-D-Verstärker ermöglicht, mit dem die Frequenzen an das menschliche Gehör angepasst werden.

 

Es ist also unmöglich unter Wasser ein Gespräch zu führen, Musik oder Walgesängen zu lauschen, jedoch nicht.

 

Quellen:

www.wasistwas.de
http://de.wikipedia.org/wiki/Schall
www.liquidsound.com
Adam S. Frankel: Sound production. In: Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press, San Diego, London 2002

Hans Breuer: dtv-Atlas Physik, Band 1. Mechanik, Akustik, Thermodynamik, Optik. dtv-Verlag, München 1996

Bildquelle Kehlkopf