Übersättigung

Winzige Gasbläschen bilden sich an einem Stein unter Wasser und lösen sich ab.
Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Übersättigung liegt vor, wenn der Druck des im Gewebe gelösten Inertgases höher ist als der Umgebungsdruck. Sie entsteht bei jedem Aufstieg und ist für sich genommen nicht gefährlich — sie ist sogar die Voraussetzung dafür, dass überhaupt entsättigt wird. Kritisch wird sie erst, wenn sie ein gewebespezifisches Maß überschreitet. Genau dieses Maß beschreiben M-Werte und Gradientenfaktoren.

Wie Übersättigung entsteht

Während des Tauchgangs nimmt der Körper Inertgas auf, weil der Partialdruck des Stickstoffs im Atemgas höher ist als im Gewebe — das ist die Aussage des Gesetzes von Henry. Die Aufnahme läuft in jedem Kompartiment mit einer eigenen Halbwertszeit ab, also unterschiedlich schnell.

Beim Aufstieg fällt der Umgebungsdruck sofort, der Gasdruck im Gewebe aber nur so schnell, wie die Halbwertszeit es zulässt. Damit kehrt sich das Gefälle um: Im Gewebe steht jetzt mehr Gasdruck an als in der Umgebung. Der Dekoblog beschreibt das genau so — beim Auftauchen unterschreitet der Umgebungsdruck den Inertgasdruck im Gewebe, und dieser Überdruck ist die Übersättigung.

Der entscheidende Punkt, der in der Ausbildung oft untergeht: Ohne Übersättigung gibt es keine Entsättigung. Das Druckgefälle vom Gewebe zur Lunge ist die treibende Kraft, die das Gas wieder herausschafft. Ein Aufstieg ohne jede Übersättigung wäre ein Aufstieg, bei dem nichts abgebaut wird. Die Dekompression besteht nicht darin, Übersättigung zu vermeiden, sondern darin, sie zu begrenzen.

Wie viel Übersättigung ein Gewebe verträgt

John Scott Haldane beobachtete zu Beginn des 20. Jahrhunderts, dass eine Halbierung des Umgebungsdrucks ohne erkennbaren Schaden vertragen wurde. Daraus entstand die Vorstellung einer tolerierten Übersättigung — der Ausgangspunkt aller späteren Modelle.

Robert D. Workman ersetzte das feste Verhältnis später durch eine tiefenabhängige Grenze, den M-Wert. Albert A. Bühlmann beschrieb dieselbe Grenze als Gerade mit zwei Koeffizienten je Kompartiment. CMAS gibt die Umrechnung zwischen beiden Schreibweisen an: M0 (bar) = a + (Patm/b) und ΔM (bar/m) = 1 / (b × 10). Der tolerierte Inertgasdruck im Gewebe ergibt sich damit aus dem Umgebungsdruck, geteilt durch b, plus a.

Zwei Regeln folgen daraus, und beide sind für die Praxis wichtiger als die Formel:

  • Je schneller das Gewebe, desto größer seine Übersättigungstoleranz. Der Dekoblog rechnet vor, dass das schnellste Kompartiment mit vier Minuten Halbwertszeit an der Oberfläche rund 3,2 bar Stickstoff toleriert — deutlich mehr als der dort herrschende Umgebungsdruck von einem bar.
  • Je größer die Tiefe, desto höher die absolut tolerierte Übersättigung. Die zulässige Differenz wächst mit dem Umgebungsdruck. Deshalb liegt der erste Dekompressionsstopp nicht dort, wo die Übersättigung beginnt, sondern dort, wo sie das Erlaubte übersteigt.

Gradientenfaktoren: wie viel vom Erlaubten man ausnutzt

Ein Gradientenfaktor legt fest, welcher Anteil der rechnerisch erlaubten Übersättigung tatsächlich ausgeschöpft wird. GF 100 hieße: bis an den M-Wert heran. Kleinere Werte halten Abstand.

Hier hält sich ein hartnäckiger Irrtum. Die verbreitete Einstellung „GF 30/85″ wird oft für besonders konservativ gehalten — sie ist es nicht. Ein niedriger GF Low erzwingt tiefe Stopps, und tiefe Stopps haben sich nicht als Sicherheitsgewinn erwiesen. CMAS empfiehlt für Luft und Nitrox ausdrücklich GF Low = GF High, mindestens 90/90, bei Risikofaktoren 85/85 oder 80/80. Tiefe Stopps hält CMAS nur beim Tauchen mit Helium für sinnvoll. Konservativer wird ein Profil, indem man beide Werte gemeinsam absenkt — nicht, indem man den ersten Wert weit nach unten zieht.

Die Datengrundlage dafür liefert die NEDU-Studie von Doolette, Gerth und Gault (TR 11-06, 2011): Bei tiefen Stopps traten 11 Fälle einer Dekompressionskrankheit auf 198 Tauchgänge auf, bei flachen Stopps mit gleicher Gesamtstoppzeit 3 auf 192 (p = 0,030). Siehe dazu auch den Eintrag Deep Stop.

Wo das Übersättigungsmodell an seine Grenzen kommt

Die Übersättigung eines Kompartiments ist eine Rechengröße, keine Messung. Kein Tauchcomputer misst Gas im Gewebe; er rechnet ein Modell mit. Die Kompartimente selbst sind ebenfalls Rechengrößen und keine Organe — die verbreitete Aufzählung „16 Gewebe, zum Beispiel Muskel, Fett, Nervengewebe“ ist falsch.

Hinzu kommt: Reine Löslichkeitsmodelle wie ZH-L16 fragen nur, ob die Übersättigung unter der Grenze bleibt. Blasenmodelle wie RGBM oder VPM setzen dagegen bei Gaskeimen an, die auch unterhalb der Grenze wachsen können. DAN weist außerdem darauf hin, dass sich venöse Gasblasen selbst nach Tauchgängen innerhalb der Nullzeit nachweisen lassen — Übersättigung unterhalb des M-Werts heißt also nicht „keine Blasen“, sondern „statistisch geringes Risiko“.

Und schließlich: Übersättigung entsteht nicht nur durch Aufstieg. Bei einem Gaswechsel kann sie auch in gleichbleibender Tiefe zunehmen, weil ein Gas schneller einströmt als ein anderes ausströmt — siehe isobare Gegendiffusion.

Was daraus für den Aufstieg folgt

Praktisch bleibt eine kurze Liste: kontrolliert aufsteigen statt schnell, den Sicherheitsstopp nicht als Zierde behandeln, die letzten Meter zur Oberfläche am langsamsten nehmen — dort ist das Verhältnis von Gewebedruck zu Umgebungsdruck am ungünstigsten. Zur Aufstiegsgeschwindigkeit gibt es keine einheitliche Vorgabe: DAN nennt für U.S. Navy und NOAA 30 ft/min, also rund 9 m/min, und für die Ausbildungsverbände 30 bis 60 ft/min, also rund 9 bis 18 m/min. Entscheidend ist die Kontrolle über den Aufstieg, nicht die Zahl.

Ist jede Übersättigung ein Fehler?
Nein. Ohne ein Druckgefälle vom Gewebe zur Umgebung würde gar kein Inertgas abgegeben. Übersättigung ist der Motor der Entsättigung. Die Dekompressionsplanung begrenzt sie, sie vermeidet sie nicht.
Warum vertragen schnelle Gewebe mehr Übersättigung als langsame?
Weil sie das aufgenommene Gas auch schnell wieder abgeben. Ein Kompartiment mit vier Minuten Halbwertszeit baut eine Übersättigung binnen Minuten ab, ein Kompartiment mit mehreren Stunden Halbwertszeit trägt sie entsprechend lange mit sich. Die Modelle bilden das über gewebespezifische Koeffizienten ab: Die tolerierte Übersättigung fällt mit steigender Halbwertszeit.
Kann man die Übersättigung im eigenen Körper messen?
Nicht im Gewebe. Messbar sind lediglich freie Blasen im venösen Blut, etwa per Doppler oder Ultraschall — und das ist ein Nachweis für bereits ausgefallenes Gas, nicht für die gelöste Übersättigung selbst. Alles, was ein Tauchcomputer anzeigt, ist gerechnet.

Quellen