Haldane-Modell

Zwei Taucher hängen an einer Aufstiegsleine auf einem flachen Dekompressionsstopp kurz unter der Wasseroberfläche.
Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Das Haldane-Modell ist das erste Rechenverfahren der Dekompression: Es bildet den Körper als Satz gedachter Kompartimente ab, die Stickstoff unterschiedlich schnell aufnehmen und abgeben, und leitet daraus einen gestuften Aufstieg ab. John Scott Haldane veröffentlichte es 1908. Jeder heutige Tauchcomputer rechnet noch nach seinem Grundgedanken — keiner mehr mit seinen Zahlen.

Was 1908 wirklich neu war

Nicht die Vorsicht beim Auftauchen war neu, sondern ihre Form. Bis dahin galt als Regel, langsam und gleichmäßig aufzusteigen, unabhängig davon, wie tief und wie lange jemand getaucht war. Die CMAS beschreibt die Veröffentlichung von 1908 als das erste Dekompressionsmodell und die ersten Tauchtabellen überhaupt: Sie habe das Konzept der Dekompressionsstopps geschaffen, gestützt auf die erreichte Maximaltiefe und die Tauchzeit — und dies habe dem damals üblichen langsamen, gleichmäßigen Aufstieg ausdrücklich entgegengestanden.

Der Unterschied ist größer, als er klingt. Ein gestufter Aufstieg heißt: Der erste Teil darf zügig sein, danach wird an festgelegten Tiefen angehalten. Dahinter steht die Annahme, dass nicht die Druckdifferenz über den Schaden entscheidet, sondern das Druckverhältnis. Genau diese Annahme ist bis heute der Kern jeder Dekompressionsrechnung.

Fünf Kompartimente

Die CMAS gibt den Modellkern so wieder: Die Vorgänge der Stickstoffaufnahme und -abgabe im menschlichen Körper ließen sich in fünf Kompartimenten zusammenfassen — ausdrücklich als fiktive anatomische Regionen bezeichnet —, deren Halbwertszeiten 5, 10, 20, 40 und 75 Minuten betragen. Als Fundstelle nennt sie Seite 363 der Originalarbeit.

Zwei Dinge daran haben überlebt. Erstens das Wort fiktiv: Die Kompartimente sind Rechengrößen, keine Organe — ein Missverständnis, das sich hartnäckig hält und schon bei Haldane nicht gemeint war. Zweitens die Halbwertszeit als das Maß, in dem ein Kompartiment sich zur Hälfte auf- oder entsättigt. Beides findet sich unverändert im Bühlmann-Algorithmus.

Die Regel 2:1

Haldanes Grenzwert lautete nach der Wiedergabe der CMAS: Die kritische Übersättigung dürfe 2:1 nicht überschreiten (Seite 357 der Originalarbeit). Gemeint ist ein Verhältnis von Absolutdrücken, nicht eine Differenz.

Zur Veranschaulichung, eigene Rechnung: Ein Gewebe, das an einen Absolutdruck von 2 bar gewöhnt ist, dürfte danach auf 1 bar auftauchen — aus 10 Metern an die Oberfläche. Ebenso dürfte ein an 6 bar gewöhntes Gewebe auf 3 bar, also von 50 auf 20 Meter. Die erlaubte Druckänderung wächst mit der Tiefe; das ist der Grund, warum ein Aufstieg oben gefährlicher ist als unten, obwohl die Meterzahl dieselbe bleibt.

Die CMAS merkt an, dieser Wert entspräche heute der Einstellung eines Faktors 2 — oder, unter bestimmten Voraussetzungen, 1,58, wenn man allein den Stickstoff mit seinem Anteil von 0,79 betrachtet (0,79 × 2 = 1,58).

Hier liegt zugleich die Stelle, an der das Modell später korrigiert wurde: Haldane wandte dasselbe Verhältnis auf alle fünf Kompartimente an. Dass jedes Kompartiment eine eigene Toleranz braucht und dass diese vom Umgebungsdruck abhängt, ist die Leistung späterer Arbeiten — bei Robert D. Workman als M-Wert, den die CMAS auf die US Navy und das Jahr 1965 datiert, bei Bühlmann als Koeffizientenpaar a und b.

Warum die Tabellen bei rund 60 Metern endeten

Ein verbreiteter Irrtum ist, die Grenze habe mit dem Tiefenrausch zu tun. Die CMAS widerspricht ausdrücklich: Die Tabellen rechneten die Entsättigung bis 62 Meter, und diese 60-Meter-Grenze sei Haldane nicht durch die Narkose auferlegt worden, sondern durch die Leistungsgrenze der Pumpen, die die Taucher versorgten, und durch den Auftrag der Royal Navy von 1905.

Was davon in jedem Tauchcomputer steckt

Geblieben ist die Bauform: Kompartimente mit Halbwertszeiten, für jedes ein Toleranzwert, daraus ein gestufter Aufstieg. Ausgetauscht wurden die Zahlen. Urs Anliker, Tauchlehrer M2 CMAS/SUSV, führt in seiner Übersicht zu den Dekompressionsmodellen die Reihe auf: Haldanes 5, 10, 20, 40 und 75 Minuten; Anfang der sechziger Jahre bei der US Navy 5, 10, 20, 40, 80 und 120 Minuten; bei Bühlmann schließlich 16 Kompartimente mit Halbwertszeiten zwischen 4 und 635 Minuten. Diese Darstellung stammt von einer Praktikerquelle und nicht von einem Verband oder aus einem Lehrbuch.

In der Ausbildung sage ich es so: Wer verstanden hat, was Haldane 1908 gebaut hat, versteht seinen Tauchcomputer. Das Gerät rechnet nicht genauer, es rechnet nur mit mehr Kanälen und besseren Grenzwerten — und es misst nach wie vor nichts am Taucher, der es trägt.

Eine Datierung, die auseinandergeht

Die CMAS datiert die Veröffentlichung auf 1908. Die Schweizer Praktikerseite dekostop.ch schreibt dagegen, Haldane habe seine Dekompressionstabellen 1907 erstmals veröffentlicht. Die Abweichung ist hier nicht geglättet: Vermutlich liegt sie daran, dass Erprobung durch die Royal Navy und wissenschaftliche Publikation nicht ins selbe Jahr fallen — belegt ist das aber in keiner der beiden Quellen.

Häufige Fragen zum Haldane-Modell

Rechnet mein Tauchcomputer heute noch nach Haldane?
Nach seiner Bauart ja, nach seinen Zahlen nein. Die Vorstellung mehrerer Kompartimente mit unterschiedlichen Halbwertszeiten, für die je ein Grenzwert gilt, geht auf Haldane zurück und steckt in jedem gebräuchlichen Verfahren. Ausgetauscht sind die Zahl der Kompartimente, ihre Halbwertszeiten und vor allem die Art des Grenzwerts: Aus einem einheitlichen Verhältnis 2:1 ist ein eigener, vom Umgebungsdruck abhängiger Wert je Kompartiment geworden.
Was besagt die Regel 2:1 genau?
Dass der Inertgasdruck im Gewebe höchstens doppelt so hoch sein darf wie der Umgebungsdruck, auf den aufgestiegen wird — ein Verhältnis von Absolutdrücken, keine Differenz in Metern. Daraus folgt, dass dieselbe Zahl an Metern oben mehr Übersättigung erzeugt als unten. Die CMAS weist darauf hin, dass dem heute ein Faktor 2 entspräche, beziehungsweise 1,58, wenn man nur den Stickstoffanteil von 0,79 betrachtet.
Warum reichten Haldanes Tabellen nur bis etwa 60 Meter?
Nicht wegen der Stickstoffnarkose, wie oft angenommen wird. Nach der Darstellung der CMAS rechneten die Tabellen die Entsättigung bis 62 Meter, und die Grenze ergab sich aus der Leistungsfähigkeit der Pumpen, die die Taucher mit Luft versorgten, sowie aus dem Auftrag, den die Royal Navy 1905 erteilt hatte.

Siehe auch: Kompartiment · Halbwertszeit · M-Wert · Bühlmann-Algorithmus · Dekompressionsalgorithmus · Übersättigung · Dekompressionstabelle

Quellen und weiterführende Links