Assýríumenn þekktu súrefnisflöskur þegar árið 878 f.Kr. en í því skyni notuðu þeir uppblásna geitaskinnssekki, sem hægt var að soga loft úr.
Á 7. öld fyrir Krist hófu Grikkir að kafa eftir m.a. náttúrusvömpum. Til þess að koma í veg fyrir þrýstingsmyndun í eyrum þegar kafað er, sem valdið getur hlustaverk, helltu þeir olíu í eyrun áður en þeir köfuðu. Ef marka má heimildir sagnfræðingsins Heródótósar gátu grískir kafarar komist niður á 30 metra dýpi með því að halda á blýlóðum í höndunum.
Mynd sem fannst í gröf frá árinu 470 f.Kr. sýnir að Grikkir til forna lögðu stund á dýfingar.
Kafarar voru einnig notaðir í stríðsrekstri. Í því sambandi mætti nefna grísku stúlkuna Hýdnu og föður hennar sem köfuðu undir óvinaskipin árið 480 f.Kr. og skáru á landfestar þeirra með þeim afleiðingum að skipin sigldu hvert á annað.
Um það leyti sem tímatal okkar hófst voru japanskar konur farnar að kafa eftir perlum í atvinnuskyni.
Hollendingur smíðaði kafbát úr viði (5 metrar)
Fyrsti kafbátur sem vitað er um var smíðaður úr viði og knúinn áfram af ræðurum.
Árið 1620 vakti uppfinningamaðurinn Cornelis Drebbel mikla hrifningu Lundúnabúa þegar kafbát hans, þeim fyrsta sinnar tegundar, skaut upp á yfirborð árinnar Tems.
Þessi hollenski innflytjandi hafði smíðað bát sinn úr viði og gert hann vatnsheldan með hjúp gerðum úr fitusmurðu leðri. Kafbáturinn gat kafað fimm metra undir vatnsborðið og honum réru 12 ræðarar sem stungu árum sínum út um vatnsheldar leðurhlífar í bátnum.
Kjölfestutankar úr svínsblöðrum voru undir sætum ræðaranna. Hægt var að taka vatn inn í blöðrurnar gegnum slöngur á skrokk skipsins. Þegar báturinn kafaði niður opnuðu ræðararnir lokuð op blaðranna og þær fylltust af vatni. Þegar báturinn fór upp á við þrýstu ræðararnir á blöðrurnar svo vatnið tæmdist úr þeim.
Báturinn gat rúmað fjóra farþega. Einn þeirra var konungur Englands, Jakob 1., sem fór í reynsluferð neðansjávar með kertalýsingu í bátnum. Sagan segir að Hollendingurinn hafi séð fyrir súrefnistilfærslu úr geymi, en óvíst er hvernig búnaðurinn virkaði. Engar samtímalýsingar eða myndir hafa varðveist af þessu viðundri Drebbels.
Skjaldbakan var hryðjuverkavopn (5-10 metrar)
Skipstjórinn varð uppiskroppa með súrefni undir sjávarborðinu.
Árið 1775 smíðaði Bandaríkjamaðurinn David Bushnell neðansjávarbát sem hann nefndi Turtle (skjaldbaka) vegna lögunar hvelfdrar járnskeljarinnar. Turtle var sjósett í sjálfstæðisbaráttu Bandaríkjanna, en árið 1776 sigldi liðþjálfinn Ezra Lee bátnum inn í höfnina í New York til að koma sprengjuefni fyrir á skrokk enska herskipsins Eagle. Aðgerðin misheppnaðist þegar Turtle varð uppiskroppa með súrefni og neyddist til að yfirgefa höfnina aftur.
Stjörnufræðingur fann upp kafarakúpu (20 metrar)
Edmund Halley var margt til lista lagt á sviði stærðfræði, stjörnufræði og landafræði.
Auk þess að verða þess heiðurs aðnjótandi að halastjarna var nefnd í höfuðið á honum var enski stjörnufræðingurinn Edmund Halley virtur uppfinningamaður. Hann átti t.d. hugmyndina að kafarakúpu sem lofti var leitt inn í gegnum slöngur sem tengdust innsigluðum tunnum með lofti í. Blýlóð gerðu það að verkum að kafarakúpan og frumstæðar súrefnisflöskurnar sukku niður.
Kafarar í kafarakúpunni gátu yfirgefið hana klæddir vatnsþéttum hettum og útbúnir súrefnisslöngum og gengið þannig á hafsbotninum. Halley fékk einkaleyfi fyrir kafarakúpunni og hún var margsinnis notuð á allt að 20 metra dýpi í allt að hálfa aðra klukkustund í senn. Kúpunni var dýft niður og hún toguð upp með köðlum eða járnkeðjum.
Skipsflakakafarar björguðu dýrgripum (30 metrar)
Breski verkfræðingurinn Augustus Siebe aðstoðaði Deane-bræðurna við að útbúa betrumbætta útgáfu af hjálminum þeirra.
Ensku bræðurnir Charles og John Deane höfðu þróað hjálm fyrir reykkafara slökkviliðsins sem gerði þeim kleift að anda gegnum loftslöngu. Í ljós kom að hjálmurinn var ekki hvað síður gagnlegur köfurum og brátt nutu bræðurnir mikilla vinsælda sem skipsflakakafarar. Hjálmar þeirra voru fyrsta skrefið í átt að kafarabúningum nútímans, sem leggjast þétt að líkamanum.
Stórfé var bjargað úr sjónum
Árið 1829 gafst bræðrunum tækifæri til sanna gildi hjálmsins. Skipið Carn Brea Castle hafði sokkið undan suðurströnd Englands með fullan farm af verðmætum koparstöngum sem tryggðar voru hjá tryggingarfélaginu Lloyds. Áður en sjórinn grandaði skipinu alveg fór tryggingafélagið þess að leit við bræðurna að þeir næðu farminum úr sjónum. Bræðrunum tókst að bjarga koparplötum að andvirði 1,2 milljarða íslenskra króna á núvirði.
Sögufrægt skip kom í leitirnar
Allar götur frá því er stolt breska flotans, herskipið Royal George, sökk í sjó árið 1782, höfðu kafarar gert tilraunir til að ná fallbyssunum 108 upp úr rekaldinu. Skipið var á 30 metra dýpi, sem orsakaði gífurlega mikinn þrýsting á mannslíkamann. Bræðurnir Deane útbjuggu árið 1834 kafarabúning með súrefnistilfærslu. Meðan á aðgerðunum stóð rákust bræðurnir jafnframt á hið fræga herskip Hinriks 8., Mary Rose.
Fallbyssur og lík flutu á botninum
Eftir Krímstríðið (1853-56) réð breski flotinn mann að nafni John Deane til að rannsaka hafsbotninn úti fyrir rússnesku flotaborginni Sevastopol. John fann glataðar rússneskar fallbyssur og skipsflök full af málmum sem Bretarnir gátu notað. Honum mætti óhugnanleg sjón þegar hann rakst á lík rússneskra reiðmanna. Aktygi hestanna og herklæði hermannanna komu í veg fyrir að beinagrindurnar liðuðust í sundur.
Uppfinningamenn fortíðarinnar létu sig dreyma um dýpið
1405: Fyrsta þekkta teikningin af kafarabúningi birtist í stríðshandbókinni Bellifortis.
Um 1480: Fjölfræðingurinn Leonardo da Vinci fann upp kafarabúning með ventli og loftsekk úr skinni. Búningurinn fór þó aldrei í framleiðslu.
1531: Ítalinn Guglielmo de Lorena útbjó kafarahjálm úr viði og rannsakaði flök hinna þekktu skipa keisarans Calígúla á botni Nemi-stöðuvatnsins.
Stolti Svíþjóðar bjargað (32 metrar)
Árið 1961 tókst að ná Vasa-herskipinu upp af hafsbotni og það var síðan gert upp.
Svíar voru harmir slegnir þegar nýjasta skipið í herflotanum, Vasa, lagðist á hliðina árið 1628 og sökk í jómfrúarferð sinni. Skipið var útbúið 64 bronsfallbyssum og þótti á sínum tíma álitlegasta herskip Svíþjóðar. Einum 35 árum síðar fann hópur kafara, undir forystu Albrechts von Treileben, fallbyssurnar verðmætu.
Kafarnarnir notuðu heimasmíðaða kafarakúpu sem rúmaði 530 lítra lofts. Þegar kúpunni hafði verið sökkt niður myndaði loftið inni í henni súrefnisforða. Kafararnir leituðu upp á við í kúpunni þegar þeir þurftu á súrefni að halda. Síðan gátu þeir kafað aftur niður í 4 gráðu kaldan sjóinn.
Kafararnir störfuðu í myrkri því vatnsheldar luktir fyrirfundust enn ekki á þessum tíma. Þegar kafararnir rákust á fallbyssu bundu þeir reipi um hana til þess að skip sem fylgdi þeim gæti dregið hana upp úr sjónum. Albrecht von Treileben og félögum hans tókst að bjarga alls 53 fallbyssum með þessu móti á tveggja ára tímabili.
Sundgleraugu og frosklappir komust í tísku (39 metrar)
Kafaragleraugu voru þróuð út frá flugmannsgleraugum sem notuð voru í heimsstyrjöldinni síðari.
Bandaríkjamaðurinn Guy Gilpatric hafði verið flugmaður í fyrri heimstyrjöld og síðar starfað sem áhættuleikari í kvikmyndum en að því loknu settist hann að á frönsku rivíerunni. Gilpatric var mjög áhugasamur kafari og lagði stund á skutulveiðar.
Á árunum upp úr 1930 byrjaði hann að nota flugmannsgleraugu sín sem kafaragleraugu og í því skyni að ná meiri hraða á sundi notaði hann gamla franska uppfinningu, frosklappir.
Gilpatric útbjó sína eigin frumgerð af frosklöppum sem samanstóðu af þunnum viðarplötum sem gúmmí hafði verið límt á. Gilpatric útbjó einnig loftpípu, sem minnti á sjónpípur kafbáta, og með rör þetta á sér gat hann synt í kafi langtímum saman.
Þó svo að útbúnaðurinn væri frumstæður vakti hann mikinn áhuga kafara við Miðjarðarhafsströnd Frakklands. Meðal þeirra forvitnu var Frakkinn Jacques Cousteau.
Sjálfmenntaður kafari heillaði heiminn: Konungur djúphafsins (40 metrar)
Jacques Cousteau lærði að kafa eftir að hafa lent í bílslysi. Þá hóf Frakkinn ferð sína niður í djúpið og öllum heiminum var boðið með.
Jacques Cousteau varði heilum mannsaldri í að finna upp nýjan og betri kafarabúnað.
Áhorfendur sátu sem límdir við sæti sín í kvikmyndahúsinu þegar heimildamyndin „Kyrr heimur“ var sýnd á kvikmyndahátíðinni í Cannes árið 1956. Kvikmyndin fjallar um lífið í rannsóknarskipinu Calypso og sýnir áhöfnina kafa innan um hvali, skjaldbökur og hitabeltisfiska. Frakkinn Jacques Cousteau, sem þá var 46 ára, notaði sérhæfðan kvikmyndabúnað til að gera mjög greinilegar upptökur í litum, nokkuð sem enginn hafði áður gert.
Leið Cousteaus niður á hafsbotninn hófst með bílslysi sem hann lenti í árið 1936, en hann braut 12 bein og varð að hætta við draum sinn um að gerast flugmaður. Meðan á endurhæfingunni stóð á suðurströnd Frakklands áttaði Cousteau sig á hversu mikla ánægju hann hefði af köfun. Áður en langt um leið var Frakkinn einfaldlega alltaf í sjónum.
Allir köfunarleiðangrarnir urðu til þess að hann kynntist alls kyns útbúnaði sem gerði honum kleift að kafa sífellt lengra og dýpra. Hann átti m.a. í samstarfi við verkfræðing sem aðstoðaði hann við að þróa svokallað „vatnslunga“, þar sem ventill á þrýstiflösku flytur kafaranum skammta af lofti gegnum munnstykki á meðan hann kafar. Aðferð þessi er svipuð þeirri sem notuð er í dag.
Þegar fram liðu stundir gat Cousteau titlað sig sem kafara, kvikmyndagerðarmann og sjávarvísindamann. Á einum mannsaldri öðluðust bækur hans, kvikmyndir og sjónvarpsþáttaraðir um „leyndardóma hafsins“ gífurlegar vinsældir í gjörvallri Evrópu og Ameríku. Eftir sýningu myndarinnar „Kyrr heimur“ í Cannes árið hlaut kvikmyndin hin virtustu verðlaun kvikmyndahátíðarinnar, Gullpálmann. Ári síðar hlaut myndin Óskarsverðlaun sem bestu heimildamyndin.
Tæknin greiddi götuna
Jacques Cousteau gerði tilraunir með búnað fyrir könnunarferðir sínar alla ævi. Hann útbjó sem dæmi fyrstu neðansjávarmyndavélina sína upp úr 1930. Í kjölfarið fylgdi þrýstingsstillt súrefnistilfærsla og síðan örkafbátur.
Myndavél í sultukrukku
Fyrsti upptökubúnaður Cousteaus var fólginn í 8 mm upptökuvél í sultukrukku.
Ferskt loft fyrir kafara
Þökk sé „vatnslunganu“ sínu gat Frakkinn synt óheftur í sjónum.
Kafbátur tók myndir úr dýpinu
Árið 1959 útbjó hann örkafbát með upptökuvélum og fjarstýrðum armi.
Færanlegt upptökuver
Allar götur frá árinu gegndi skipið Calypso hlutverki fljótandi kvikmyndavers og rannsóknarstofu.
Maðurinn gengur á hafsbotninum (300-900 metrar)
Þrýstingurinn jókst stöðugt eftir því sem farið var dýpra niður í hafið. Svar rannsóknanna við vandanum sem tengdist þrýstingnum var fólginn í kafarabúningum með súrefnisbúnaði.
Þegar árið 1925 var blaðamönnum í London leyft að sjá frumgerð af köfunarbúningi Joseph Salim Peress.
Í því skyni að vernda líkamann gegn loftþrýstingi hafa uppfinningamenn kynnt til sögunnar ýmsar tillögur að því hvernig þrýstingstilltur kafarabúningur gæti litið út. Þökk sé stýrðri súrefnistilfærslu berst búningnum loft með þrýstingi nákvæmlega einnar loftþyngdar, það er sama þrýstingi og fyrirfinnst á yfirborði jarðar.
Fyrsti nothæfi búnaðurinn leit dagsins ljós árið 1930, en hann hafði breski verkfræðingurinn Joseph Salim Peress útbúið. Búningur hans, sem gekk undir heitinu ADS (loftþrýstingskafarabúningur) minnti einna helst á brynju en búningurinn gerði köfurum þó kleift að kafa niður á miklu meira dýpi en hingað til hafði þekkst.
Útbúnaðurinn sannaði gildi sitt þegar aðstoðarmaður Peress, af nafni Jim Jarrett, kafaði niður á 123 metra dýpi árið 1930 í hinu sögufræga Loch Ness-stöðuvatni í Skotlandi. Búningurinn virkaði fullkomlega sem skyldi og Jim gat hreyft sig óhindrað í djúpinu. Hann fann hins vegar ekkert skrímsli.
Í dag gegnir ADS-búnaðurinn hlutverki eins konar eins manns kafbáts þar sem kafarinn stjórnar örmum búningsins og fótum og getur fjarstýrt gripáhöldum á hönskum búningsins.
Þrýstibúningar gagnast köfurum
300 metrar: Þrýstingsstillti búningurinn hans Joseph Peress var tekinn í notkun á árunum upp úr 1930. Með þennan útbúnað gátu kafarar komist niður á 300 metra dýpi þegar þeir voru að bjarga verðmætum úr sokknum skipum.
610 metrar: Bandaríski sjóherskafarinn Daniel Jackson sló met þegar hann kafaði niður á 610 metra dýpi árið 2006 í ADS-búningi.
900 metrar: ADS-búningurinn „NewSuit“ var prófaður á 900 metra dýpi. Eftirrennari hans, ExoSuit, frá árinu 2014 var m.a. notaður við vinnu á sviði sjávarfornleifafræði í Miðjarðarhafinu.
Vísindamenn horfðu út um lítil kýrauga (923 metrar)
Beebe og Barton komust með naumindum báðir fyrir inni í stálkúlunni, sem þeir kölluðu Bathysphere.
Árið 1934 létu sjávarlíffræðingarnir William Beebe og Otis Barton sökkva sér niður í holri stálkúlu þannig að þeir gætu komist um einn kílómetra undir sjávarborðið. Enginn lifandi maður hafði komist svo djúpt áður og vísindamennirnir rákust á áður óþekkta ránfiska með höggtennur og bláleitt, glansandi hreistur.
Innan í kúlunni höfðu mennirnir til umráða 137 cm í þvermál en súrefnið fengu þeir úr þrýstiflöskum sem þeir höfðu meðferðis. Farartækið var útbúið tveimur kýraugum: Annað notuðu þeir til að beina ljóskastara út um og hitt fyrir athuganir.
Vírinn náði niður á 923 m dýpi þar sem þrýstingurinn nam um 100 kg á cm². Svo var lögun farartækisins fyrir að þakka að þessi 2,25 tonna þunga stálkúla þoldi þrýstinginn.
Vélmenni störfuðu undir lífshættulegum þrýstingi (4.500 metrar)
Patania II þolir 335 loftþyngda þrýsting á 4.500 metra dýpi, sem samsvarar 4,7 tonnum á rúmmetra.
Á hafsbotninum morar allt í steinefnum og málmum sem m.a. eru notuð í rafhlöðum og farsímum. Þróuð hafa verið sérútbúin fjarstýrð vélmenni til að komast yfir þessar gjafir hafsins. Eitt þessara vélmenna er vélmennið Patania II, sem vegur 25 tonn, og hefur verið notað frá árinu 2018 til starfa á 4.500 metra dýpi í norðanverður Kyrrahafinu, þar sem ógrynni steinefna er að finna.
Patania II sogar upp og hreinsar steinefnin og kemur þeim fyrir í hrúgum á hafsbotninum. Síðan kemur aðstoðarvélmenni sem sýgur hreinsuðu steinefnin upp í skip á sjávarborðinu.
Danskur kafbátur leitaði niður á djúp hafsins (10.890 metrar)
Maríana-djúpálinn (merktur með rauðu) er að finna í Kyrrahafinu, rösklega 1.800 km austur af Filippseyjum (rauðar eyjar).
Árið 2010 sökkti danski sjávarlíffræðingurinn, Ronnie Glud, sjálfsstýrðu kafbátavélmenni sínu, Lander, úr japönsku rannsóknarskipi niður um hartnær 11 km í Challenger-djúpinu. Eftir þrjár klukkustundir lenti fjarstýrði kafbáturinn á botni Maríana-djúpálsins, sem nefndur er eftir Maríana-eyjaklasanum.
Markmiðið með ferð kafbátsins niður í biksvart dýpið var að rannsaka hlutverk úthafanna í kolvetnishringrás jarðarinnar. Báturinn flutti fyrir vikið með sér ýmiss konar mælitæki sem notuð voru til að taka með sýni úr setlögum sjávarins.
Kafbáturinn var sterklega byggður því niðri í Maríana-djúpálnum er þrýstingurinn þúsundfalt meiri en uppi við sjávarborðið.
Kvikmyndaleikstjóri fór einn síns liðs (10.908 metrar)
James Cameron hlaut alls ellefu Óskarsverðlaun fyrir stórmyndina Titanic árið 1998, m.a. verðlaun fyrir bestu leikstjórnina.
Þökk sé DeepSea Challenger, eins konar mönnuðu tundurskreyti, tókst hinum heimsfræga leikstjóra James Cameron árið 2012 að komast niður á meira dýpi en nokkur annar maður og það á mettíma, þ.e. á helmingi skemmri tíma en sá hraðskreiðasti sem áður hafði kafað niður í Challenger-djúpið.
Cameron hafði meðferðis upptökuvélar og sérstakan útbúnað og tók á leiðinni myndir af þessu dimma dýpi sem svo erfitt er að komast niður í. Leiðangurinn var farinn í samstarfi við tímaritið National Geographic.
Upptökur Camerons voru alveg einstakar því þeir sem kafað höfðu áður niður í Challenger-djúpið höfðu ekki haft meðferðis svo fullkominn upptökubúnað. Rannsóknir á Challenger-djúpinu sýna að alls eru 11 km upp að yfirborði sjávar þar sem dýptin er mest. Djúpið gæti m.ö.o. hæglega rúmað hæsta fjall heims, Mount Everest, sem er um 8.849 metrar á hæð.
Kafbátur komst á botn jarðar (10.916 metrar)
Þessi 18 metra langi kafbátur var smíðaður á Ítalíu.
Árið 1960 kom svissneski sjávarlíffræðingurinn Jacques Piccard sér fyrir í sérbyggða neðansjávarbátnum Trieste ásamt bandaríska sjóliðsforingjanum Don Walsh. Trieste komst niður í dýpsta hluta Maríana-djúpálsins, þ.e. Challenger-djúpið, sem er á 10.916 metra dýpi, eftir fjögurra tíma siglingu. Farþegarnir tveir höfðu fyrir vikið kafað dýpra niður en nokkrir aðrir menn.
Piccard og Walsh fylgdust m.a. með sólflúrum og rækjum út um kýraugað og þetta undraði þá, því fram til þessa höfðu vísindamenn ekki talið að lifandi verur gætu þrifist á svo miklu dýpi. Þegar mennirnir höfðu dvalið niðri við botninn í um 20 mínútur losuðu þeir kjölfestu gerða úr járnflís og þá fór Trieste upp á við aftur.
Þessi dýpsta köfun nokkru sinni leiddi í ljós plastpoka og sælgætisbréf (10.928 metrar)
Eftir um það bil 20 ára störf hjá bandaríska sjóhernum fór Victor Vescovo á eftirlaun árið 2013. Sex árum síðar komst hann niður á botn hafsins í bát sínum Limiting Factor.
Árið 2019 lagði Victor Vescovo, sjóliðsforingi á eftirlaunum og auðmaður, af stað í lengsta köfunarleiðangur sem farinn hefur verið alla leið niður í Maríana-djúpálinn. Ferðin var farin um borð í sérbyggðum kafbáti, Limiting Factor, sem útbúinn var með 90 mm þykkri skel úr styrktu títani. Skelinni var ætlað að verja bátinn gegn því að brotna af völdum þrýstingsins á næstum 11 km dýpi.
Vescovo komst um 12 m lengra niður í Maríana-djúpálinn en aðrir sem farið höfðu sömu leið. Bandaríkjamaðurinn varði síðan fjórum klukkustundum í að safna sýnum á hafsbotni með sérútbúnum áhöldum sínum.
Það vakti mikla furðu Vescoco að hann skyldi koma auga af úrgang af mannavöldum gegnum kýraugu bátsins, m.a. innkaupapoka úr plasti og sælgætisbréf. Að öllum líkindum hefur úrgangurinn sokkið niður á hafsbotninn eftir að hafa verið hent úr skipi.
Vescovo og teymi hans komu einnig auga á áður óþekktar dýrategundir, m.a. eins konar marglyttur og afbrigði af sjávardýri sem kallast sæsveppur.
