Warum sehen wir unter Wasser schlechter?

Wer schon einmal mit offenen Augen geschwommen oder getaucht ist, kennt das Phänomen: Sobald wir unter Wasser sind, sehen wir alles nur noch unscharf, ganz egal wie sauber das Wasser ist. Wie ist das zu erklären? Lässt sich das Sehen unter Wasser trainieren? Wir gehen der Sache auf den Grund.

Warum wir unter Wasser schlechter sehen als an der Luft

Ob Schwimmen, Tauchen oder Schnorcheln – jede erfolgreiche Unterwasseraktivität erfordert räumliche Orientierung. Und die ist in der Regel nur bei guter Sicht gegeben. Wer es selbst ausprobiert hat, weiß jedoch: Egal wie gut unser Sehvermögen zu Lande auch ist, unter Wasser sehen wir ohne Hilfsmittel alles nur noch verschwommen. Woran liegt das?

Das menschliche Auge ist perfekt an das Sehen an der Luft angepasst. Fällt Licht über die Hornhaut ins Auge ein, wird es von der Linse so gebrochen, dass das Gesehene direkt auf der Netzhaut (Retina) abgebildet wird, die ein scharfes Bild an das Gehirn übermittelt. Dieser Sehvorgang findet so auch unter Wasser statt, jedoch mit einem entscheidenden Unterschied: Weil Wasser eine höhere Dichte als Luft aufweist, wird ein Lichtstrahl auf dem Wasser stärker gebrochen als in der Luft, was wiederum eine geringere Lichtbrechung beim Übergang vom Wasser zur Hornhaut zur Folge hat. Die normale Brechkraft des Auges ist unter Wasser somit herabgesetzt. Die Lichtstrahlen werden erst an einem Punkt hinter der Netzhaut gebündelt, wodurch es nicht möglich ist, unter Wasser scharf zu sehen.

Die Brechkraft der Augenlinse ist also abhängig vom Medium, in dem man sich befindet. Um der im Wasser entstehenden Weitsichtigkeit entgegenzuwirken braucht es deshalb eine Luftschicht zwischen Wasser und Hornhaut: die Taucher- oder Schwimmbrille. Mit dieser sieht man zwar recht scharf, aber auch sie verfälscht ihrerseits das Sehen unter Wasser. Durch die Brechung des Lichts an den Brillengläsern erscheinen Distanzen um 25 Prozent kürzer und Objekte um etwa 30 Prozent größer als in Wirklichkeit.

Unter Wasser scharf sehen: Lässt sich das trainieren?

Der menschliche Sehapparat ist für das Sehen unter Wasser nicht gemacht. Bis zu einem gewissen Grad kann er sich jedoch an seine Umgebung anpassen. So fand die schwedische Biologin Anna Gislén heraus, dass die Kinder der Moken, ein Nomadenvolk auf den thailändischen Sunim-Inseln, beim Sammeln von Meeresfrüchten unter Wasser selbst 1,5 mm große Objekte in einer Tiefe von 3 bis 4 Metern erkennen. Sogar blaue Muscheln, die sich unter Wasser kaum von ihrer Umgebung unterscheiden, finden sie zwischen Steinen. Bei einer medizinischen Untersuchung der Kinder stellte die Forscherin fest, dass diese unter Wasser doppelt so scharf sehen wie ihre europäischen Altersgenossen. Wie ist das möglich?

Was die Augen der Moken-Kinder unter Wasser leisten, nennt sich Akkomodation. Normalerweise ist Akkomodation, also das Bemühen der Linse um zusätzliche Brechkraft, unter Wasser nicht möglich. Die Moken-Kinder aber kneifen ihre Augen unter Wasser stark zusammen und aktivieren dadurch eine extreme Nahsicht, bei der das einfallende Licht stärker gebrochen wird. Die Pupille verkleinert sich, während das Auflösungsvermögen des Auges zunimmt.

Ist diese Sehschärfe unter Wasser nun antrainiert oder angeboren? Nachdem Anna Gislén nach Schweden zurückgekehrt war, startete sie eine Testreihe mit europäischen Kindern; diese erbrachte, dass auch die hiesigen Kinder bereits nach wenigen Monaten täglichen Trainings schärfer unter Wasser sehen konnten als zuvor. Die Sehschärfe lässt sich unter Wasser demnach bis zu einem gewissen Grad tatsächlich trainieren – zumindest bei Kindern. Dass Europäer diese starke Form der Akkomodation unter Wasser nicht beherrschen, hängt vermutlich damit zusammen, dass sie nie darauf angewiesen waren.

Unter Wasser sehen wie ein Fisch: Gibt es Unterwasser-Kontaktlinsen?

Eine Personengruppe gibt es jedoch, die auch in unseren Breiten ein überaus großes Interesse am scharfen Sehen unter Wasser hat: die Taucher. Weil es ab einer bestimmten Tiefe kaum noch möglich ist, mit Maske zu tauchen, erfand der passionierte Taucher und Kontaktlinsenträger Rainer Holland die erste und bisher einzige Unterwasser-Kontaktlinse, die „Sea-U“. Hergestellt aus herkömmlichem Weichlinsenmaterial, erreichte die Linse mit einer extrem starken Wölbung der Linsenvorderfläche eine Brechkraft von mehr als 230 Dioptrien. Zum Vergleich: Herkömmliche Kontaktlinsen haben nur eine Stärke von allerhöchstens 25 Dioptrien.

Warum wir unter Wasser unscharf sehen – zusammengefasst

  • Weil die Lichtbrechung unter Wasser eine andere ist als an der Luft, reicht die normale Brechkraft der Augenlinse nicht aus: Ein scharfes Bild ist nicht möglich.
  • Eine Studie mit Kindern eines Nomadenvolkes zeigte: Bei entsprechendem Training sind die Augen in der Lage, sich auch unter Wasser extrem anzupassen.
  • Die Entwicklung einer speziellen Unterwasser-Linse ermöglichte es Tauchern, auch ohne Maske unter Wasser scharf zu sehen.

Quellen

biomedizin: Rätselhafter Scharfblick (ZEIT ONLINE)