鲸鱼是肉做的,潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜艇容易被压扁?
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大部分鲸鱼只能潜入水深500米左右的海里,只有少数抹香鲸可以潜入2000米深的海域进行捕杀,这还是源自于抹香鲸喜欢吃大乌贼,而这样的乌贼在水深2000米左右活动,为了吃,它们也是付出了努力~
大部分认为,潜入深水,在水中停留的时间长,和肺有关系,这点没错,但实际上,肺越大,在水中停留的时间长,可相反,潜入的深度就越低。
鲸鱼之所以可以潜入深水,是因为它的肋骨,胸骨,颈椎骨的链接处是松弛可以收缩的,随着潜入深度的增加,鲸鱼的肺会越来越小,最后收缩到一定程度以后,体外的骨头起到保护的作用,可以增强对压力的抵抗。
人类的肋骨不足以支撑压力,一是肋骨非常脆,嘎嘣脆同咱们吃的猪肋骨差不多。另外一点就是肺不会收缩,里面都是空气,承受不住太大的压力。
总所周知,潜水的人经常会犯潜水病,潜水病主要是潜水人体内会生成氮气,而氮气在人类浮出水面的时候会形成气泡,大型动物浮出水面气泡会很大,快速出水容易爆炸,所以人类潜水员浮出水面都不能特别快,潜水病不是闹着玩的。
鲸鱼潜水,肺会收缩,将肺内的空气压缩到气管和支气管之中,就不会产生氮气,也不会有潜水病。
人类潜水时间通过训练是可以延长的,世界纪录是可以在水中憋气20多分钟,潜水最深的纪录是水下332米之多。
潜艇和鲸在潜水深度上的巨大差异,与两者的迥异的构造有关。目前作战用途的核潜艇的潜航深度记录由苏联海军的K278号(M级,也称“共青团员”号)保持,该艇曾经创下过潜航深度达到1020米的记录,至今尚未被打破。
但为实现这一纪录,K278号艇不惜采用了十分昂贵的高强度钛合金材料,其他型号的潜艇在建造时大多不敢如此地不计成本,因此潜航至如此深度几乎没有可能。通常来说,核潜艇的潜航深度往往只有300到500米左右。相比之下,鲸类的潜水深度能达到1000米以上,抹香鲸甚至能达到3000米,而鲸类作为哺乳动物其身体构造虽然为适应海洋环境产生了进化,但总体来说并没有超越哺乳动物的一般构造,其躯体也绝非坚不可摧。
潜艇作为一种工作环境特殊的船舶,艇上工作人员需要在接近地表的压强环境下工作,这使得潜艇艇体内外压强差极大。换句话说,潜艇的艇体要为维持艇身内部相对较低的压强承受来自外部强大的压力,而再坚固的材料也难以无限制地承受压力,因此在人类的材料学和工程学发生革命性进步之前,潜艇突破现有的潜航深度水平断然没有什么可能性。
相比之下,鲸类动物的体内本身就具有很高的含水量,因此能随着潜水深度的增加而不断调解体内压强,这使得其躯体承受的压强差能维持在一个较低的水平,因而确保鲸类能在深海中潜水。
答:鲸鱼在下潜过程中,肺部逐渐缩小,使体内压强增加,用来平衡体内外的压强。
水中压强和水深有关p=ρgh,深度每增加10.3米,压强就会增加一个大气压,在1000米的深度下,水压高达97个大气压,相当于每平方米承受970吨的重量。
鲸鱼的身体经过长时间演化,已经进化出适应深海潜水的能力,但也是存在极限的,一般鲸鱼只在500米以上的浅水区活动,而抹香鲸最高可以下潜到2000米,再深的话鲸鱼身体也承受不了。
而军用核潜艇,一般最大下潜深度在300米左右,就算是特制的核潜艇,最大下潜深度也就700米,无法和鲸鱼的下潜深度相比较。
当鲸鱼潜入深水区后,鲸鱼的肺部大大缩小,体内压强增加,用来抵抗体外的水压,使得体内外压强平衡,这就是鲸鱼不被压扁的原因;但是鲸鱼体内的压力增加也是有极限的,超过极限之后,鲸鱼身体也无法承受。
由于核潜艇需要载人,人体所处的大气压强,需要保持在1个大气压左右,内部压强没有多大调节的余量,于是随着下潜深度的增加,潜水艇内外压强差越来越大。
但是对于科学研究用的深海潜水器,本身结构简单,还采用了多层逐级增压的结构设计,所以能下潜到海底1万米的深度。
生物经常用到类似的原理,来适应高压环境,比如在马里纳亚海沟1万米处的生物,体内充满高压体液,来平衡体内外压强。
首先说一下,鲸鱼不能达到潜入1万米,都不超过5000米。
鲸鱼我们都知道在水里面度过一生,虽然我没有亲眼见过,但是在动物世界里面经常有他们的身影,了解了一下,在葡萄牙首都里斯本附近海域的2200米水深处,发现被电缆缠绕而窒死的抹香鲸,这是迄今为止哺乳动物潜水最深的记录.我们大概 知道了抹香鲸是能潜最深的鲸鱼了。
因为鲸鱼有一套属于自己的呼吸系统,鲸鱼和我们一样也需要氧气,鲸鱼也需要浮出海面换气,他们换一次气能在海里呆很长时间,有些能达到一个多小时,鲸鱼有一个喷气孔,到海面上换气之后,潜入海里就需要关闭喷气孔,然后就开始运用自己特殊的呼吸系统,鲸将大部分的空气从肺部排出,以血液中血红蛋白以及肌肉中的肌血球素和氧气结合作为替代,为长时间的潜水过程提供大部分的氧气。与此同时,鲸的动脉网络像一个分流器一样,维持脑部正常的血液供应,同时减少对肌肉血液供应.此外,为进一步减少氧气的消耗量,心率也随之降低.
我们打一个比方:我们如果吧一个密封的铁通沉入海底,我想铁通肯定会压扁,如果把铁通开一个口子,你说现在把铁通沉入海底还会压扁吗?肯定不会对不对。
就是这个原理呀,潜艇我们有人在里面,去操控它,所以潜艇必须是密封的,我们潜艇都不能潜太深,最高纪录苏联的潜艇创下了1250米深的记录。其实每突破一厘米都是极大的考验!
以后有更多的水下机器人,会打破这些深海记录,我们的深水潜器“蛟龙号”在东太平洋成功潜入水下5188m处,取得了水下样本。其实蛟龙号最大深度可以达到7000米,再次祝愿我们蛟龙号能突破1万米 。
鲸鱼是肉做的,嗯,这话没毛病。不过鲸鱼可无法下潜到万米深的海底。目前我们认为鲸鱼的下潜极限大概在2000米左右。不过即便如此,鲸鱼的下潜深度也已经远远超越潜艇的下潜深度了。这是为什么呢?
其实很好解释,潜艇是一个"空壳子",不管下潜多深,只要正常工作,潜艇内部必须保持一定的压力,而且里面不可能处处充斥着海水,毕竟人要在潜艇里正常工作的。
而鲸鱼就不一样了,首先鲸鱼是一个生物,内部遍布各种器官,几乎没有什么大的空隙,其次,鲸鱼是一个柔软的物体,不像潜艇一样铁板一块,无法变形,最后,鲸鱼属于一个开放的系统,鲸鱼可以通过吸入部分海水的方式来减少深海压力的伤害。
这个问题的关键,实际上就是一个内外压强差的问题。对于潜艇来说,内部必须保持常压,否则潜艇上的工作人员根本无法生存。而潜入海洋的深度越深,受到的压强就越大。按理说,只要内部和外部压力一样,海水的压力是不会对物质造成较大影响的,但潜艇的工作性质决定了它必须保持常压,也就决定了它必须直接面对深海的压力。而鲸鱼可以通过吞下部分海水的方式,使得内部压力和外部压力平衡,这样的话就能够下潜更深了。
举个例子,我们将一个敞口瓶子扔到海里,即便沉到马里亚纳海沟底部。这个瓶子也不会有任何损坏,因为它的内部和外部有物质交流,内外压强完全平衡。但假如把一个盖盖子的瓶子挂上重物扔到海里,可能在下潜到一定深度的时候瓶子就会瘪下来甚至破碎,这就是因为内外压强不平衡。潜艇和鲸鱼就是这个道理。如果人们可以通过某种方式调整内部压强,那人类下潜几百米也是完全没什么问题的。
鲸鱼是肉做的,潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜艇容易被压扁?
其实鲸鱼到不了那么深,假如鲸鱼真不小心误入海底的“午夜区”的话,那么很抱歉鲸鱼也会严重内伤,甚至死亡!鱼类的极限深度为7000-8000M,当然在此深度以下也就几种而已!因为并不是鱼类就是到达所有的海底的!
蛟龙号在印度洋底发现的鱼类
并非是鱼类能到达海洋深处,人类在一定的条件下也能达到我们难以企及的深度,比如饱和潜水就能到达500M以上!但这需要长时间的适应过程,比如增减压过程就将花去好几天的时间,甚至为了海底1小时的作业而准备好几天这是非常正常的事情!
但即使是500M的深度也不是所有潜艇都能达到的,能达到这个深度的绝对是军用级别的,因为一般的观光潜艇也就数十米而已,500M深度即使大部分攻击型潜艇都不常下去....!!
那么为何一个肉体凡胎都能承受的压力但钢铁罐子都无法承受呢?其实个中的关键就是内外压力差!饱和潜水就是人体在逐渐增加的高压环境中溶解了大量的高压氧,当体内压力与作业深度压力一致时,那么体内外压力就是平衡的,理论上在这个条件下作业多久都没什么问题,但根据人体承受能力和疲劳程度仍然需要严格规定时间,并且需要大量时间减压!
而潜艇内部始终是一个大气压,当潜艇深度增加时,所有的压力将被外壳所承受,500M水下就是每平方厘米51KG的压力,当然攻击型潜艇是绝对没有问题的,但1000M不能小觑了,如果1500M那么绝大部分的潜艇都得挂了.....假如超过2000M那么基本上就只有科研的深潜器才能到达的深度了!
前苏联的K278是迄今为止下潜最深的攻击型潜艇,它的下潜能力是无与伦比的。1988年K278下潜到了1020米的深度,但据说它的极限是1250M!
可见深度对于内外存在压力差的设备是非常要命的,能到万米深海底并且能自主工作的,屈指可数吧!不过如果是潜水钟或者固定缆绳的则相对容易很多,因为没有那么多活动部件密封的门槛就小多了!比如詹姆斯-卡梅隆独自下潜的“深海挑战者号”:
当然能到极深海底的鱼类确实值得研究,但却也无需为这肉身材料与钢铁比强度,因为两者所起的作用不一样!
绝大多数海洋生物,包括鱼类、哺乳类,基本上都生活在海平面以下200米范围内。这是因为,太阳光基本上只能到达海平下200米。再深,阳光就无法穿透。而海洋浮游生物,依赖阳光才能生长。有了浮游生物,鱼贝类才有食物的来源。而大型海洋生物又依赖于吞食这些体型比较小的鱼类。所以说,绝大多数的海洋生物,都只能生活在这一范围内。
而200米以下,既寒冷又黑暗,只有为数较少的生物可以正常生存下去。鲸鱼是一种哺乳动物,由陆生动物进化而来。鲸鱼体型巨大,从几十米到几米都有,它们需要每天进食大量的食物。有的大型鲸鱼一天的食物达到数吨之多。所以,它需要长期游弋在食物丰富的海域。而超过海平面下200米,食物非常稀少,鲸鱼就没有必要下潜到这种位置。如果,海平面200米下也食物丰富,鲸鱼倒是可以经常的去。由于没有必要去,所以它的进化之路就维系在这个水平。假设,深海食物非常丰富,海洋生物倒是可能进化出一种潜入深海的身体机制。正因为那里食物稀少,所以海洋生物没有必要向那个方向进化。
水下深度越深,则压强越大。即使是坚固的金属潜艇,也需要特别的加固,否则就会被强大的水压压扁。在海底,某些贝类生物也存活,它们的外壳分布了众多细小的缝隙,所以体内和外面保持着一致的压强。这样,就可以让它们在很深的海底生存下去。
鲸鱼是肉质的不错,但是它真的能潜入万米深的海洋吗?就算能,地球上除了最深的马里亚纳海沟,好像也没有什么万米深的地方让鲸鱼们来玩儿。 实际上,一般鲸鱼的下潜深度都不会超过500米,只有一种叫抹香鲸的鲸鱼才能下潜到2200米的深度。
对于人类来说,不借助工具裸潜的话,最多也就能下潜到116米的深度。如果想继续下潜,那就只有借助工具了。这时,潜艇就是最好的工具。按理说,鲸鱼是肉身尚且能下潜到2000多米深,而人类用钢铁打造的潜艇肯定不再话下,但事实却并非如此。
事实上,一般的军用潜艇下潜深度都不会超过300米,最深的也就是前苏联的685型攻击核潜艇,它的最大下潜深度达到了1250米。虽然这些潜艇都是钢铁之躯,但它们一旦遭遇海底断崖而掉深的话,整个艇身都会被海底巨大的压力压得粉身碎骨。
这时候问题来了,难道钢铁打造的潜艇的抗压能力还不如肉身凡胎的鲸鱼吗?答案肯定是否定的。
其实鲸鱼做为一种海洋生物,它早已适应了海水压力变化对自己身体的影响。当它们在下潜的过程中,它们的肺部会因海水的压力不断增加而收缩。也就是说,此时它们的身体实际上也在慢慢地被压瘪。这一被压瘪的过程也就是鲸鱼在被动地调节身体内部的压力,并使体内的压力与周围海水的压力保持平衡。这样一来,由于鲸鱼体内压力与周围海水压力保持一致,鲸鱼是不会感到不适的。
这正如我们人类。我们生活在地球的地表上,虽然我们每时每刻都在承受着大气的压力,但我们体内的压力始终都与周围大气的压力保持一致,我们丝毫也感受不到大气压给我们带来的不适感。
如果潜艇在下潜的过程中,艇身内部的压力能与周围海水的压力保持平衡,那么任何一艘潜艇都能潜入世界海洋最深处而不被压瘪。然而潜艇的舱室里都是有人的,而人最舒适的生存环境压力是一个大气压,所以潜艇在下潜的过程中,舱室里的压力是不能有太大变化的。于是潜艇下潜越深,艇身受到的压力也就越大。在1000米的海水深度,艇身会受到将近100个大气压的压力。在如此巨大的压力之下,一般的潜艇都会被压得粉身碎骨。
第一,先纠正一下,鲸鱼也没有能潜水到上万米的。鲸鱼中潜水深度最大的应该是抹香鲸,极限深度是2200米。
然后在说说为啥有些生物能潜上万米。举一个例子,有一种缓步动物水熊虫,最大的水熊虫体长1.4毫米,一般只有50微米左右,这种生物就能在海下10000米生存,但是抗压能力并不出众,普通人用手指就能捏死一片。这说明啥,生物在海下生存,不会靠自身强度硬撑的。
海下水的压力巨大,但是如果一个动物体内没有啥空腔,水可以自由进出,那就会存在内外压力相等,压力平衡,本身就不会有啥事了。比如一个开口的易拉罐,如果你丢到海下10000米,外面的水把易拉罐的外壳往内部压缩,易拉罐内部的水会用同样的力把易拉罐向外压,易拉罐整体也会毫发无损的。
为啥潜水艇抗压难,主要就是潜水艇内部是巨大的空腔啊,水的压力作用在外壳上,内部又不能产生压力抵消(无论是充水或者充高压气体,人在里面都别活了),一路硬撑,能下去多深,基本就靠外壳有多坚固。
首先咱们先稍微纠正一下这个问题,鲸鱼是鲸鱼肉的做的这个没错,但是它可潜不了一万米深。鲸鱼中最厉害的潜水能手抹香鲸最深潜水记录是2200米左右。一万米深的深海中的压力鲸鱼也会被压死的。
鲸鱼的潜水深度远大于现在人类用钢铁打造的潜艇。鲸鱼在大约5000万年前为了生存重新由陆地进入到了海洋中。鲸鱼为了填饱肚子,不断的潜入更深的海洋中,经过几千万的进化,鲸鱼
的身体已经完全适应了深海的压力。鲸鱼的血液中含有高于其他动物好几倍的血红蛋白。鲸鱼会在吸足空气后潜入海中。这些空气中的氧气并不是存在鲸鱼的肺中,而是储存在了血液中。随着下潜深度的增加,鲸鱼的柔软的胸腔结构是肺部缩小,减小身体内外的压强差。这样就可以是身体内外压强达到平衡,因此能够潜入两千米深没有任何问题。
而潜艇就不一样了,潜艇的外壳虽然是钢铁打造的,但是潜艇的内部舱内为了保证人类正常活动需要,维持着一个标准大气压。如果潜艇潜到深海,就会面临着内外巨大的压强差。这样潜艇如果潜水过深,就会有被压扁的危险。
虽然鲸鱼潜不了万米深,但是在海底一万米深度的地方并非生命的禁区。这里生活着一些坚强的鱼类。这些鱼类时刻承受着1000个大气压以上的压力。不过这些鱼类对付深海压力的办法就是让自己也变成“一滩水”。这些鱼类体身体变得非常柔软,体内含有大量的水分。用水来平衡身体内外的压强差。
鲸鱼虽然是肉做的,但是它可以让自己体内外达到压力平衡,因此不会被压扁。但是人类制造的潜艇外壳虽然是钢铁,但是功能上的需要不可能里面也灌满水,因此在深海被压扁是难免的。
大部分认为,潜入深水,在水中停留的时间长,和肺有关系,这点没错,但实际上,肺越大,在水中停留的时间长,可相反,潜入的深度就越低。
鲸鱼之所以可以潜入深水,是因为它的肋骨,胸骨,颈椎骨的链接处是松弛可以收缩的,随着潜入深度的增加,鲸鱼的肺会越来越小,最后收缩到一定程度以后,体外的骨头起到保护的作用,可以增强对压力的抵抗。
人类的肋骨不足以支撑压力,一是肋骨非常脆,嘎嘣脆同咱们吃的猪肋骨差不多。另外一点就是肺不会收缩,里面都是空气,承受不住太大的压力。
总所周知,潜水的人经常会犯潜水病,潜水病主要是潜水人体内会生成氮气,而氮气在人类浮出水面的时候会形成气泡,大型动物浮出水面气泡会很大,快速出水容易爆炸,所以人类潜水员浮出水面都不能特别快,潜水病不是闹着玩的。
鲸鱼潜水,肺会收缩,将肺内的空气压缩到气管和支气管之中,就不会产生氮气,也不会有潜水病。
人类潜水时间通过训练是可以延长的,世界纪录是可以在水中憋气20多分钟,潜水最深的纪录是水下332米之多。
潜艇和鲸在潜水深度上的巨大差异,与两者的迥异的构造有关。目前作战用途的核潜艇的潜航深度记录由苏联海军的K278号(M级,也称“共青团员”号)保持,该艇曾经创下过潜航深度达到1020米的记录,至今尚未被打破。
但为实现这一纪录,K278号艇不惜采用了十分昂贵的高强度钛合金材料,其他型号的潜艇在建造时大多不敢如此地不计成本,因此潜航至如此深度几乎没有可能。通常来说,核潜艇的潜航深度往往只有300到500米左右。相比之下,鲸类的潜水深度能达到1000米以上,抹香鲸甚至能达到3000米,而鲸类作为哺乳动物其身体构造虽然为适应海洋环境产生了进化,但总体来说并没有超越哺乳动物的一般构造,其躯体也绝非坚不可摧。
潜艇作为一种工作环境特殊的船舶,艇上工作人员需要在接近地表的压强环境下工作,这使得潜艇艇体内外压强差极大。换句话说,潜艇的艇体要为维持艇身内部相对较低的压强承受来自外部强大的压力,而再坚固的材料也难以无限制地承受压力,因此在人类的材料学和工程学发生革命性进步之前,潜艇突破现有的潜航深度水平断然没有什么可能性。
相比之下,鲸类动物的体内本身就具有很高的含水量,因此能随着潜水深度的增加而不断调解体内压强,这使得其躯体承受的压强差能维持在一个较低的水平,因而确保鲸类能在深海中潜水。
答:鲸鱼在下潜过程中,肺部逐渐缩小,使体内压强增加,用来平衡体内外的压强。
水中压强和水深有关p=ρgh,深度每增加10.3米,压强就会增加一个大气压,在1000米的深度下,水压高达97个大气压,相当于每平方米承受970吨的重量。
鲸鱼的身体经过长时间演化,已经进化出适应深海潜水的能力,但也是存在极限的,一般鲸鱼只在500米以上的浅水区活动,而抹香鲸最高可以下潜到2000米,再深的话鲸鱼身体也承受不了。
而军用核潜艇,一般最大下潜深度在300米左右,就算是特制的核潜艇,最大下潜深度也就700米,无法和鲸鱼的下潜深度相比较。
当鲸鱼潜入深水区后,鲸鱼的肺部大大缩小,体内压强增加,用来抵抗体外的水压,使得体内外压强平衡,这就是鲸鱼不被压扁的原因;但是鲸鱼体内的压力增加也是有极限的,超过极限之后,鲸鱼身体也无法承受。
由于核潜艇需要载人,人体所处的大气压强,需要保持在1个大气压左右,内部压强没有多大调节的余量,于是随着下潜深度的增加,潜水艇内外压强差越来越大。
但是对于科学研究用的深海潜水器,本身结构简单,还采用了多层逐级增压的结构设计,所以能下潜到海底1万米的深度。
生物经常用到类似的原理,来适应高压环境,比如在马里纳亚海沟1万米处的生物,体内充满高压体液,来平衡体内外压强。
首先说一下,鲸鱼不能达到潜入1万米,都不超过5000米。
鲸鱼我们都知道在水里面度过一生,虽然我没有亲眼见过,但是在动物世界里面经常有他们的身影,了解了一下,在葡萄牙首都里斯本附近海域的2200米水深处,发现被电缆缠绕而窒死的抹香鲸,这是迄今为止哺乳动物潜水最深的记录.我们大概 知道了抹香鲸是能潜最深的鲸鱼了。
因为鲸鱼有一套属于自己的呼吸系统,鲸鱼和我们一样也需要氧气,鲸鱼也需要浮出海面换气,他们换一次气能在海里呆很长时间,有些能达到一个多小时,鲸鱼有一个喷气孔,到海面上换气之后,潜入海里就需要关闭喷气孔,然后就开始运用自己特殊的呼吸系统,鲸将大部分的空气从肺部排出,以血液中血红蛋白以及肌肉中的肌血球素和氧气结合作为替代,为长时间的潜水过程提供大部分的氧气。与此同时,鲸的动脉网络像一个分流器一样,维持脑部正常的血液供应,同时减少对肌肉血液供应.此外,为进一步减少氧气的消耗量,心率也随之降低.
我们打一个比方:我们如果吧一个密封的铁通沉入海底,我想铁通肯定会压扁,如果把铁通开一个口子,你说现在把铁通沉入海底还会压扁吗?肯定不会对不对。
就是这个原理呀,潜艇我们有人在里面,去操控它,所以潜艇必须是密封的,我们潜艇都不能潜太深,最高纪录苏联的潜艇创下了1250米深的记录。其实每突破一厘米都是极大的考验!
以后有更多的水下机器人,会打破这些深海记录,我们的深水潜器“蛟龙号”在东太平洋成功潜入水下5188m处,取得了水下样本。其实蛟龙号最大深度可以达到7000米,再次祝愿我们蛟龙号能突破1万米 。
鲸鱼是肉做的,嗯,这话没毛病。不过鲸鱼可无法下潜到万米深的海底。目前我们认为鲸鱼的下潜极限大概在2000米左右。不过即便如此,鲸鱼的下潜深度也已经远远超越潜艇的下潜深度了。这是为什么呢?
其实很好解释,潜艇是一个"空壳子",不管下潜多深,只要正常工作,潜艇内部必须保持一定的压力,而且里面不可能处处充斥着海水,毕竟人要在潜艇里正常工作的。
而鲸鱼就不一样了,首先鲸鱼是一个生物,内部遍布各种器官,几乎没有什么大的空隙,其次,鲸鱼是一个柔软的物体,不像潜艇一样铁板一块,无法变形,最后,鲸鱼属于一个开放的系统,鲸鱼可以通过吸入部分海水的方式来减少深海压力的伤害。
这个问题的关键,实际上就是一个内外压强差的问题。对于潜艇来说,内部必须保持常压,否则潜艇上的工作人员根本无法生存。而潜入海洋的深度越深,受到的压强就越大。按理说,只要内部和外部压力一样,海水的压力是不会对物质造成较大影响的,但潜艇的工作性质决定了它必须保持常压,也就决定了它必须直接面对深海的压力。而鲸鱼可以通过吞下部分海水的方式,使得内部压力和外部压力平衡,这样的话就能够下潜更深了。
举个例子,我们将一个敞口瓶子扔到海里,即便沉到马里亚纳海沟底部。这个瓶子也不会有任何损坏,因为它的内部和外部有物质交流,内外压强完全平衡。但假如把一个盖盖子的瓶子挂上重物扔到海里,可能在下潜到一定深度的时候瓶子就会瘪下来甚至破碎,这就是因为内外压强不平衡。潜艇和鲸鱼就是这个道理。如果人们可以通过某种方式调整内部压强,那人类下潜几百米也是完全没什么问题的。
鲸鱼是肉做的,潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜艇容易被压扁?
其实鲸鱼到不了那么深,假如鲸鱼真不小心误入海底的“午夜区”的话,那么很抱歉鲸鱼也会严重内伤,甚至死亡!鱼类的极限深度为7000-8000M,当然在此深度以下也就几种而已!因为并不是鱼类就是到达所有的海底的!
蛟龙号在印度洋底发现的鱼类
并非是鱼类能到达海洋深处,人类在一定的条件下也能达到我们难以企及的深度,比如饱和潜水就能到达500M以上!但这需要长时间的适应过程,比如增减压过程就将花去好几天的时间,甚至为了海底1小时的作业而准备好几天这是非常正常的事情!
但即使是500M的深度也不是所有潜艇都能达到的,能达到这个深度的绝对是军用级别的,因为一般的观光潜艇也就数十米而已,500M深度即使大部分攻击型潜艇都不常下去....!!
那么为何一个肉体凡胎都能承受的压力但钢铁罐子都无法承受呢?其实个中的关键就是内外压力差!饱和潜水就是人体在逐渐增加的高压环境中溶解了大量的高压氧,当体内压力与作业深度压力一致时,那么体内外压力就是平衡的,理论上在这个条件下作业多久都没什么问题,但根据人体承受能力和疲劳程度仍然需要严格规定时间,并且需要大量时间减压!
而潜艇内部始终是一个大气压,当潜艇深度增加时,所有的压力将被外壳所承受,500M水下就是每平方厘米51KG的压力,当然攻击型潜艇是绝对没有问题的,但1000M不能小觑了,如果1500M那么绝大部分的潜艇都得挂了.....假如超过2000M那么基本上就只有科研的深潜器才能到达的深度了!
前苏联的K278是迄今为止下潜最深的攻击型潜艇,它的下潜能力是无与伦比的。1988年K278下潜到了1020米的深度,但据说它的极限是1250M!
可见深度对于内外存在压力差的设备是非常要命的,能到万米深海底并且能自主工作的,屈指可数吧!不过如果是潜水钟或者固定缆绳的则相对容易很多,因为没有那么多活动部件密封的门槛就小多了!比如詹姆斯-卡梅隆独自下潜的“深海挑战者号”:
当然能到极深海底的鱼类确实值得研究,但却也无需为这肉身材料与钢铁比强度,因为两者所起的作用不一样!
绝大多数海洋生物,包括鱼类、哺乳类,基本上都生活在海平面以下200米范围内。这是因为,太阳光基本上只能到达海平下200米。再深,阳光就无法穿透。而海洋浮游生物,依赖阳光才能生长。有了浮游生物,鱼贝类才有食物的来源。而大型海洋生物又依赖于吞食这些体型比较小的鱼类。所以说,绝大多数的海洋生物,都只能生活在这一范围内。
而200米以下,既寒冷又黑暗,只有为数较少的生物可以正常生存下去。鲸鱼是一种哺乳动物,由陆生动物进化而来。鲸鱼体型巨大,从几十米到几米都有,它们需要每天进食大量的食物。有的大型鲸鱼一天的食物达到数吨之多。所以,它需要长期游弋在食物丰富的海域。而超过海平面下200米,食物非常稀少,鲸鱼就没有必要下潜到这种位置。如果,海平面200米下也食物丰富,鲸鱼倒是可以经常的去。由于没有必要去,所以它的进化之路就维系在这个水平。假设,深海食物非常丰富,海洋生物倒是可能进化出一种潜入深海的身体机制。正因为那里食物稀少,所以海洋生物没有必要向那个方向进化。
水下深度越深,则压强越大。即使是坚固的金属潜艇,也需要特别的加固,否则就会被强大的水压压扁。在海底,某些贝类生物也存活,它们的外壳分布了众多细小的缝隙,所以体内和外面保持着一致的压强。这样,就可以让它们在很深的海底生存下去。
鲸鱼是肉质的不错,但是它真的能潜入万米深的海洋吗?就算能,地球上除了最深的马里亚纳海沟,好像也没有什么万米深的地方让鲸鱼们来玩儿。 实际上,一般鲸鱼的下潜深度都不会超过500米,只有一种叫抹香鲸的鲸鱼才能下潜到2200米的深度。
对于人类来说,不借助工具裸潜的话,最多也就能下潜到116米的深度。如果想继续下潜,那就只有借助工具了。这时,潜艇就是最好的工具。按理说,鲸鱼是肉身尚且能下潜到2000多米深,而人类用钢铁打造的潜艇肯定不再话下,但事实却并非如此。
事实上,一般的军用潜艇下潜深度都不会超过300米,最深的也就是前苏联的685型攻击核潜艇,它的最大下潜深度达到了1250米。虽然这些潜艇都是钢铁之躯,但它们一旦遭遇海底断崖而掉深的话,整个艇身都会被海底巨大的压力压得粉身碎骨。
这时候问题来了,难道钢铁打造的潜艇的抗压能力还不如肉身凡胎的鲸鱼吗?答案肯定是否定的。
其实鲸鱼做为一种海洋生物,它早已适应了海水压力变化对自己身体的影响。当它们在下潜的过程中,它们的肺部会因海水的压力不断增加而收缩。也就是说,此时它们的身体实际上也在慢慢地被压瘪。这一被压瘪的过程也就是鲸鱼在被动地调节身体内部的压力,并使体内的压力与周围海水的压力保持平衡。这样一来,由于鲸鱼体内压力与周围海水压力保持一致,鲸鱼是不会感到不适的。
这正如我们人类。我们生活在地球的地表上,虽然我们每时每刻都在承受着大气的压力,但我们体内的压力始终都与周围大气的压力保持一致,我们丝毫也感受不到大气压给我们带来的不适感。
如果潜艇在下潜的过程中,艇身内部的压力能与周围海水的压力保持平衡,那么任何一艘潜艇都能潜入世界海洋最深处而不被压瘪。然而潜艇的舱室里都是有人的,而人最舒适的生存环境压力是一个大气压,所以潜艇在下潜的过程中,舱室里的压力是不能有太大变化的。于是潜艇下潜越深,艇身受到的压力也就越大。在1000米的海水深度,艇身会受到将近100个大气压的压力。在如此巨大的压力之下,一般的潜艇都会被压得粉身碎骨。
第一,先纠正一下,鲸鱼也没有能潜水到上万米的。鲸鱼中潜水深度最大的应该是抹香鲸,极限深度是2200米。
然后在说说为啥有些生物能潜上万米。举一个例子,有一种缓步动物水熊虫,最大的水熊虫体长1.4毫米,一般只有50微米左右,这种生物就能在海下10000米生存,但是抗压能力并不出众,普通人用手指就能捏死一片。这说明啥,生物在海下生存,不会靠自身强度硬撑的。
海下水的压力巨大,但是如果一个动物体内没有啥空腔,水可以自由进出,那就会存在内外压力相等,压力平衡,本身就不会有啥事了。比如一个开口的易拉罐,如果你丢到海下10000米,外面的水把易拉罐的外壳往内部压缩,易拉罐内部的水会用同样的力把易拉罐向外压,易拉罐整体也会毫发无损的。
为啥潜水艇抗压难,主要就是潜水艇内部是巨大的空腔啊,水的压力作用在外壳上,内部又不能产生压力抵消(无论是充水或者充高压气体,人在里面都别活了),一路硬撑,能下去多深,基本就靠外壳有多坚固。
首先咱们先稍微纠正一下这个问题,鲸鱼是鲸鱼肉的做的这个没错,但是它可潜不了一万米深。鲸鱼中最厉害的潜水能手抹香鲸最深潜水记录是2200米左右。一万米深的深海中的压力鲸鱼也会被压死的。
鲸鱼的潜水深度远大于现在人类用钢铁打造的潜艇。鲸鱼在大约5000万年前为了生存重新由陆地进入到了海洋中。鲸鱼为了填饱肚子,不断的潜入更深的海洋中,经过几千万的进化,鲸鱼
的身体已经完全适应了深海的压力。鲸鱼的血液中含有高于其他动物好几倍的血红蛋白。鲸鱼会在吸足空气后潜入海中。这些空气中的氧气并不是存在鲸鱼的肺中,而是储存在了血液中。随着下潜深度的增加,鲸鱼的柔软的胸腔结构是肺部缩小,减小身体内外的压强差。这样就可以是身体内外压强达到平衡,因此能够潜入两千米深没有任何问题。
而潜艇就不一样了,潜艇的外壳虽然是钢铁打造的,但是潜艇的内部舱内为了保证人类正常活动需要,维持着一个标准大气压。如果潜艇潜到深海,就会面临着内外巨大的压强差。这样潜艇如果潜水过深,就会有被压扁的危险。
虽然鲸鱼潜不了万米深,但是在海底一万米深度的地方并非生命的禁区。这里生活着一些坚强的鱼类。这些鱼类时刻承受着1000个大气压以上的压力。不过这些鱼类对付深海压力的办法就是让自己也变成“一滩水”。这些鱼类体身体变得非常柔软,体内含有大量的水分。用水来平衡身体内外的压强差。
鲸鱼虽然是肉做的,但是它可以让自己体内外达到压力平衡,因此不会被压扁。但是人类制造的潜艇外壳虽然是钢铁,但是功能上的需要不可能里面也灌满水,因此在深海被压扁是难免的。
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