Warum hören wir unter Wasser schlecht?

Warum uns das Hören unter Wasser so schwerfällt: Ein akustisches Dilemma

Tauchen in die Tiefen des Ozeans eröffnet uns eine faszinierende, fremde Welt. Doch während wir uns von der visuellen Pracht verzaubern lassen, bemerken wir schnell, dass eine unserer wichtigsten Sinneswahrnehmungen, das Hören, unter Wasser stark beeinträchtigt ist. Warum fällt es uns so schwer, klar und deutlich zu hören, wenn wir uns unter der Wasseroberfläche befinden? Die Antwort liegt in den fundamentalen physikalischen Unterschieden zwischen Luft und Wasser und in der ausgeklügelten Funktionsweise unseres Gehörs, das perfekt an die akustischen Bedingungen in der Luft angepasst ist.

Der Schlüssel zum Verständnis liegt in zwei zentralen Eigenschaften: der Dichte und der Schallgeschwindigkeit. Wasser ist deutlich dichter als Luft. Diese höhere Dichte hat unmittelbare Auswirkungen auf die Schallausbreitung. Schallwellen breiten sich in dichteren Medien schneller aus. Während Schall in der Luft mit etwa 343 Metern pro Sekunde unterwegs ist, erreicht er im Wasser eine Geschwindigkeit von rund 1480 Metern pro Sekunde – mehr als das Vierfache!

Unser Gehör ist darauf ausgelegt, Schallwellen, die sich in der Luft ausbreiten, optimal zu empfangen und zu verarbeiten. Das Trommelfell schwingt mit den Schallwellen in der Luft und überträgt diese Schwingungen über die Gehörknöchelchen im Mittelohr an das Innenohr, wo sie in Nervenimpulse umgewandelt und an das Gehirn weitergeleitet werden.

Unter Wasser jedoch, ändert sich die Art und Weise, wie der Schall an unser Trommelfell gekoppelt wird, drastisch. Die hohe Schallgeschwindigkeit im Wasser führt dazu, dass Schallwellen das Trommelfell nahezu gleichzeitig von allen Seiten erreichen. Dies führt zu einer verminderten Fähigkeit, die Richtung und die Frequenz einzelner Schallquellen präzise zu bestimmen. Insbesondere hohe Frequenzen werden unter Wasser schlechter wahrgenommen, da die Impedanzanpassung zwischen Wasser und Trommelfell nicht optimal ist. Mit anderen Worten, unser Trommelfell ist nicht in der Lage, die schnellen Schwingungen der Schallwellen im Wasser effizient auf die Gehörknöchelchen zu übertragen.

Darüber hinaus spielt der Wasserdruck eine wesentliche Rolle. Mit zunehmender Tiefe steigt der Wasserdruck, der auf unseren Körper und somit auch auf unser Mittelohr einwirkt. Um den Druck auszugleichen, müssen wir aktiv den Druckausgleich durchführen, beispielsweise durch das Valsalva-Manöver (Zukneifen der Nase und leichtes Ausatmen). Geschieht dies nicht, kann der Druckunterschied zu Schmerzen und im schlimmsten Fall zu Verletzungen des Trommelfells führen. Selbst bei erfolgreichem Druckausgleich kann der erhöhte Druck die Funktion des Mittelohrs beeinträchtigen und die Übertragung der Schallwellen weiter erschweren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das eingeschränkte Hörvermögen unter Wasser eine komplexe Folge physikalischer und physiologischer Faktoren ist. Die höhere Dichte und Schallgeschwindigkeit des Wassers, die ineffiziente Kopplung der Schallwellen an das Trommelfell und der erhöhte Wasserdruck tragen dazu bei, dass wir Geräusche verzerrt, leiser und weniger präzise wahrnehmen. Unser Gehör ist eben für die Welt der Luft und nicht für die des Wassers optimiert.

Glücklicherweise gibt es technische Hilfsmittel wie Unterwassermikrofone und spezielle Taucherkommunikationssysteme, die uns helfen, die akustischen Herausforderungen unter Wasser zu überwinden und die Unterwasserwelt auch akustisch besser zu erforschen und zu verstehen. Sie kompensieren die genannten Effekte und ermöglichen eine klarere und effektivere Kommunikation unter Wasser. So können wir auch im nassen Element die Welt der Geräusche zumindest teilweise zurückgewinnen.