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带你去找《巨齿鲨》中的科学bug

2018.11.16

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对于科学“杠精”来说,再经典的科幻片也难逃一大堆的科学bug:比如早期的《星球大战》中太空战斗居然伴随着biubiubiu的音效,说好的声音传播需要介质呢?再比如,火星表面的大气密度只有地球的百分之一,所以《火星救援》里那种能够将人都吹走的沙尘暴也是不可能发生的……


今年上映的《巨齿鲨》仍然是这个套路,bug也是这部片子的标配呢!

 

(图片来源:网络)

 

真真假假巨齿鲨


巨齿鲨在历史上真的存在过吗?根据化石纪录答案是肯定的,只是和影片中描绘的巨齿鲨有些差距。


巨齿鲨在地球上最繁荣的时期大概是900万年前,科学家根据其牙齿推算它的体型约为十几米,成年巨齿鲨体型可长达17米,在影片中被虚构成约25米。巨齿鲨身体强壮,最喜欢捕食鲸类及其他海洋哺乳动物,与虎棘鲨可以说是当时的“一山二虎”。另外还有一种被称为 Livyatan的鲸鱼,是已经灭绝了的抹香鲸的近亲,这种家伙头骨长约3米,牙齿长达30厘米(可能是历史上最大的牙齿),或许也可与巨齿鲨较量。


据史前生物专家Hans Sues所说,影片里的巨齿鲨的下巴和牙齿是科学的,巨齿鲨张开嘴后,人不用碰触任何牙齿就可以游进去,它不用咀嚼就可以吞下一辆小车。巨齿鲨最令人生畏的是它的牙齿,像牛排刀那样呈锯齿状,非常锋利,单个牙齿可长达17厘米,牙齿之间似乎有运送带,可以持续长出一排排牙齿,因此当牙齿脱落或变钝之前会有新的牙齿进行替换,牙齿的咬合力高达20吨,在影片中将一艘船咬成两半,那还是很有可能的。

 

《巨齿鲨》电影海报(图片来源:网络)

 

巨齿鲨的体型和嘴如此之大,牙齿咬合力也如此惊人,作为人类,真的需要害怕吗?


如果你是一个人,对不起,还不够巨齿鲨塞牙缝的。如果是像电影里整个海滩都是游泳的人,那或许会引起它的兴趣。不过话又说回来,影片中巨齿鲨游到三亚湾对游泳者进行攻击,在此笔者想对小鲨说:小样,你不知道游客只允许在浅水区游泳吗?想吃到人肉那是要付出搁浅的代价的!

 

电影《巨齿鲨》截图

 

万米深渊尽繁华


影片中讲到,由于温跃层的阻隔,其下方的生态系统与海洋的其他地方完全隔绝,保持着千万年来的原始状态,呈现一片繁荣景象:黑烟囱冒着滚滚黑烟,烟囱周围长满管状蠕虫,管状蠕虫之间爬着铠甲虾,周围游动着各种鱼类,发光水母在珊瑚周围舞动着,当然,还有极具攻击性的巨型乌贼和巨齿鲨。


那么,这个欣欣向荣的万米深渊是真的存在吗?我们来一条条捋一下~

 

电影《巨齿鲨》截图


黑烟囱及其伴生生物


海底的黑烟囱是海底一种典型的极端环境——海底热液区域,主要由喷口流体和海底下的流体组成。喷口流体普遍高温,喷发大量的金属离子和还原性质的硫化氢,在遇到富氧的冰冷的海水后,会反应形成多金属硫化物,当其冷却后在海底及其浅部通道内堆积,再形成直立的柱体或圆丘,被形象地称为“黑烟囱”。它们集中出现在拉张性构造带上,主要分布于洋中脊、弧后扩张中心,目前在马里亚纳海沟仅发现低温热液区,在万米深渊出现黑烟囱的概率还是极低的,目前未见有相关报道。


黑烟囱的周围生活着以嗜热硫还原细菌为基础生产力的食物链,构成一个自养自给的共生系统。这一环境内的生物组成主要有细菌、双壳类、铠甲虾,与细菌共生的巨型管栖动物、管水母、腹足类和一些鱼类。这一群落随着“热液”的长消而出没,当“热液”停止喷发,这一群落也随着消失。当新的“热液”产生时,又能形成新的群落。因此影片中对黑烟囱及其周围的管状蠕虫及虾类的描述是比较真实的。但是关于云状的温跃层由硫化氢组成的,看来是站不住脚的。


深海珊瑚


我们知道浅水珊瑚对水质和水温的要求比较高,深海珊瑚也是一样,要它们生长在富含硫化氢的热液区,恐怕也是有点难度。目前发现的深海珊瑚的生长水深约为1000多米,在万米深渊还没有观察到珊瑚的报道。


深渊鱼类


影片中潜水器在温跃层下最先看到的画面里就有这样一条面目狰狞的鱼,头部还顶着一个小灯笼。这种鱼叫深海鮟鱇,又叫普通黑魔鬼,是深海鱼,而非深渊鱼,其生存深度约在900米。


 电影《巨齿鲨》截图


影片中倒是有一种鱼是真正的深渊出没者——深海狮子鱼。这种狮子鱼可以出现在浅海至八千多米各种深度。


 电影《巨齿鲨》截图

 

“探索一号”TS03航次中拍到的深海狮子鱼

(图片来源:作者提供)

 

高频词汇温跃层


马里亚纳海沟是太平洋板块俯冲到菲律宾板块之下造成的一条弧形洼地,位于北太平洋西部,最深处近11000米,这个深度已经得到过各种科学设备包括载人潜水器和众多着陆器的验证,见下图。

 

天涯号着陆器在马里亚纳海沟深渊着底(图片来源:作者提供

 

《巨齿鲨》编剧可能没有参加过科考,任性地提出假设:人类以往测得的11000米深度的海底并非真正的海底,而是一层硫化氢组成的云状物的顶面,这层冰冷的云状物即温跃层,在温跃层的下方仍然是海水。这个假设靠谱吗?


在温跃层,海水的温度和密度发生迅速变化,使得温跃层成为生物以及海水环流的一个重要分界面。


影片中提到潜水器在即将达到温跃层时水温为6℃,温跃层的温度是1℃,温跃层以下的水温低于3℃。试问巨齿鲨常年生活在不足3℃的水温中,来到将近30℃水温的三亚海域,不会热得受不了吗?


此外,温跃层真的像影片中描述的那样位于11000米的深度吗?马里亚纳海沟的垂直水温变化是怎样的呢?根据“探索一号”赴马里亚纳海沟科考中着陆器取得的CTD数据(图a),海水表面温度最大,夏季约为29℃。随着深度的增加,太阳辐射对海水的加热作用减弱,水温下降,尤以200米处最为明显(图b),这里才是所谓的温跃层。


温跃层的深度和厚度会受到气候变化、海洋环流和湍流混合等的影响而变化。深度2000米以下,由于水压逐渐升高,压力导致海水体积收缩,即压力对海水做功使其升温,故水温下降速率减缓。当日照减少导致的降温与压力增大导致的升温平衡时,也就是在深度约4700米处,水温达到最低,约为1.46℃。深度持续增大后,水温开始上升,并且深度越大,压力越强,升温速率越快。在10918米的深度时,水温为2.47℃,同时海床起到了很好的保温效果,维持了温度。

 

图a 马里亚纳海沟垂直水温趋势图


 图b 马里亚纳海沟上方水域温度下降速率图

(图片来源:作者提供

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