神秘的大海一直是人类想要探索的领域,不过想要潜入万米深海并非易事。为了能探索更深的海域,人类发明了钢铁打造的坚硬潜水艇来抵抗水下的压强。不过,钢铁打造的潜水艇最多潜入几百米,进入深海也会被强大的压强压扁。
为何鲸鱼肉身潜入深海安然无恙,人类钢铁打造的潜水艇进入深海后会被瞬间压扁?
海洋的深度超乎想象,若是将地球上最高的珠穆朗玛峰投入到大海中,能被海水完全覆没。据计算,海洋的平均深度为3688米,最深的海域超过10000米。
随着海洋深度的变化,水中的压强也会随之改变。越深压强将会越大,深度增加10.3米,会增加一个大气压。
40米,是潜水爱好者们允许抵达的最大深度,332米是水肺潜水的世界纪录。人体的极限也仅限于此,不过普通人在没有任何保护的情况下,若是抵达超过100米深度,所受压力约为100N,这种情况下内脏都会被“压出”。
500米海洋深度,是美国海狼攻击性潜艇能够抵达得最深纪录。
1000米深的海域,每平方米需要承受970吨的压力!超过1000米之后,光将无法抵达,四处都被无尽的黑暗吞噬。仅仅是看着这无边的黑暗,都有一种莫名的压迫感。
4000米以下的水压达到11000磅;6000米深度人感受到的压力,就像是一头大象踩到一只蚂蚁,只需片刻就被压扁,毫无招架之力。
再往下抵达10898-10916米,是目前人类抵达最深之处。
10994米可能是海洋的底部,又或者有更深的海域人类至今并未发现。
普通的潜水艇也只能下到几百米深度,对比其他的生物以及人类,鲸鱼确实更胜一筹。不过鲸鱼并非像大家想象的一般,能够潜入海底万米。其实这个数字是有一定夸张程度的。
最大的生物蓝鲸能够抵达的极限是500米海域,这也是大部分鲸鱼能够抵达的最深海域。
抹香鲸最高能够下潜2000-3000米,人类曾经在3000米的海域发现了它们的踪迹,这也一度让它们成为动物界的“潜水能手”。在哺乳类动物中,鲸鱼确实是一种神奇的存在。
为何它们能够潜入深海还安然无恙?科学家们也在试图从抹香鲸身上找到启示,来突破人类潜水深度的极限。
抹香鲸是大型哺乳动物,成年的抹香鲸能够长到20米长度。它们拥有一个巨型的方头,还有一个“樱桃小嘴”。
人类若是潜水较深,强大的压强会压迫神经,引发血管闭塞、麻痹致死;如果继续往下,会在巨大的压力下内脏会被挤压出来,然后变成薄片。抹香鲸也是肉体,
之所以能够潜入2000米深的海域,是因为它们拥有一个强大的呼吸系统。
1940年科学家斯克兰德解释,为了能适应海洋环境,鲸鱼在进化时练就了一个强大的肺。
鲸鱼在进入深海之前会将自己的肺部充满空气,随着鲸鱼潜入深度的不同,压力变大之后,它们的肺也会开始调整收缩。当进入300米深度海域时,压力之下肺部已经没有啥空间了。此时,没有空气的肺部将会停止气体交换,心跳也会开始变慢。
肺部没有空气,它们是如何在海底存活的?鲸鱼还有一个超强的能力是他们的血液能够储存氧气,肺部的氧气在进入血液之后能够让鲸鱼在水下逗留1个多小时。
深度越深,鲸鱼要承受的压强便越大。都是血肉之躯,为何鲸鱼不会被压扁?
鲸鱼的皮肤非常坚韧,组织部的体液能够平衡外界带来的压力。除此之外,它们的肌肉韧性、弹性非常强,巨大的压力之下肌肉会把重要内脏包裹起来不受伤害。骨骼能够弯曲,可以更好的调节身体。
鲸鱼的脑油也是神奇的存在,在温度低于20摄氏度时将会变成固体脂类,具备强大的抗压力。正是头部的蜡状油体能够帮助鲸鱼控制沉浮,迅速潜入到深海区域。
潜水艇自从19世纪起便逐渐兴起,渐渐开始大范围使用。潜艇的应用也非常广泛,海洋勘测、矿物开采、救援以及海军建设中都少不了潜艇的身影。
潜艇使用的材质是耐压壳体,低合金高强度钢。通常潜艇都是双壳,外面一层坚硬的壳,主要作用是改善潜艇的流线,能够在前行时尽量减少阻力。内部的壳主要作用是耐压,具备高韧性、高抗压、高抗暴能力。
内部还需要留有一定的空间,让人能够在里面操作、走动。鲸鱼则不同,它们能够将肺部完全不留空间,形成一个“密闭”空间,让体内保持稳定的压强差。
高强度钢的强度超过1380Mpa,俄罗斯“亚森”潜水艇使用的是1050Mpa的高强度合金钢,最高能够下潜700米。若是再继续往下,高强度钢也无法承受其压力,将会瞬间将潜艇压扁。
上世纪80年代,美国一个长尾鲨号潜艇失联。长达半年时间,才找到它。打捞上岸后的潜艇由于急速下沉,进入深海区域。此时强大的水压之下,坚硬的外壳也无法抵挡,最后在深海处被压成了碎片。
(长尾鲨号潜艇)
想要承受10000米以下的深海压力,潜水艇的材质需要使用钛合金才能够承受其压力。
钛合金一直广泛应用于航天领域,具备强度高、韧性好、耐腐蚀的特点。就算在海水中浸泡几十年都不会被腐蚀,可谓是优点多多。
随着科技的不断进步,目前我国潜水艇“海斗一号”能够抵达的最深海域为10907米!已经远超过鲸鱼下潜的极限。
(海斗一号)
人类一直在进步,从未停止。从最初的30米,渐渐转为100米、300米、1000米再到如今的10000多米,进入深海之后,稍不留神可能就会丧命,依旧是危险重重。
不过,一步步的跨越让我们看到了一次次的奇迹,让不可能成为了可能。可能在不久的将来,人类能够潜入到最深的海底,探索未知的奥秘。
今日话题:人类潜水艇VS鲸鱼,你觉得哪个更厉害?
参考资料:
方脑袋的潜水高手:抹香鲸-紫苏 知网 2020-07-01
神器的潜水艇-王瑞欣 知网 2020-04-29
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