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为什么鲸鱼可以潜水很深「深海中潜艇会压成废铁鲸鱼为什么可以畅游」

在海洋深处,科学家研发的潜水艇都可以被挤压成废铁,海洋生物鲨鱼却能自由自在的游荡,很多人对这个很好奇,其实海洋深处的水压与深度有关,越深水压越大。与鲸鱼体内自带气压调节不同,核潜艇内部由于人类的存在需要维持一个固定的大气压,内外存在着非常大的压差,以现在的技术,想要压成废铁,仍然比较困难。
先指出一个事实,如果核潜艇和鲸鱼一个结构,里面都充满了液体(水)的话,那么无论海底压力有多强,核潜艇都不会再被压成碎铁的。当然,这个内部充满了水的核潜艇,人怎么操作,或许就不是题主考虑的问题了。
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在海洋深处,科学家研发的潜水艇都可以被挤压成废铁,海洋生物鲨鱼却能自由自在的游荡,很多人对这个很好奇,其实海洋深处的水压与深度有关,越深水压越大。与鲸鱼体内自带气压调节不同,核潜艇内部由于人类的存在需要维持一个固定的大气压,内外存在着非常大的压差,以现在的技术,想要压成废铁,仍然比较困难。

先指出一个事实,如果核潜艇和鲸鱼一个结构,里面都充满了液体(水)的话,那么无论海底压力有多强,核潜艇都不会再被压成碎铁的。当然,这个内部充满了水的核潜艇,人怎么操作,或许就不是题主考虑的问题了。

1、海洋深处压力有多大?

我们先说说这事,我只能说,很大,大到你难以想象。可能同学们很难想象得到,这个压力有多大,我举个例子吧。从海平面开始,深度每增加10米,压强就会增加一个气压。全球的大洋水深大约4000米,这时候的压强嘛,大约相当于一头大象站在你的脚趾上这样的感觉。

一般来说,潜艇中的王者,核潜艇选择的潜水深度,大约在400-600米之间,一个是考虑自身的强度问题,另一个是考虑电磁波段屏蔽。基本在600米的海洋深度,就可以有效的隐藏自己,不被电磁波探测到了,所以,也不是越深越好的。

2、水压的计算方式。

水压的计算非常简单,水压公式如下,其与水的密度、重力加速度、水深成正比。忽略高度变化引起的重力加速度的变化,忽略温度变化引起的水的密度的变化,那么水压与水深成线性关系。

地球上最深的马里亚纳海沟,水深11034米,取密度1000kg/m3,重力加速度10m/s2,那么最深处的水压为110MPa,约为1个标准大气压的1100倍。

3、鲸鱼怎么就没事了呢?

首先,本着科学的精神,我提醒这位同学一下,鲸不是鱼,鲸是哺乳类动物。不管是什么类型的动物,要进行深海潜水,那么其主要的问题都是共同的,就是解决身体内部充满空气的器官,在水下受到超出陆地的压力。

鲸有独特的身体结构,帮助解决这些对于人类而言,灾难性的问题。首先就是它们的肺部会缩小,这样即防止了巨大的压力对肺部本身的伤害,又能阻止肺部的气体交换,于是也就没有氮醚醉的问题。它们依靠血液和肌肉中的氧,就足以让自身活动了。

另一个主要的因素,就是鲸类动物,通常拥有强大的静脉血管结构,潜入深水后,血管也可以抵御强大水压的直接挤压效应。简单的说,鲸也不是一个深潜的专家,一般也就生活在潜艇的活动范围之内,在某种意义上,鲸类其实也是一艘潜艇。

小结语:

海洋的神奇之处,还在于,我们远远没有揭开它的真面目。

为什么鲸鱼可以潜水很深「深海中潜艇会压成废铁鲸鱼为什么可以畅游」

深海压力那么大,金属潜艇都能压扁,为什么鱼却没事?

作为生物体,我们依赖于一个充满气体的空间(肺)生存,在陆地上,我们的身体内部压力只有一个大气压,这让我们感觉很舒服。

当我们潜入游泳池底部时,我们的耳朵和鼻子可能会感到疼痛或不舒服。这是因为它们内部含有空气,这种不舒服来自于体内的气囊被水的压力压扁。

因此,考虑到海洋深处的时候,我们最关注的往往是它的压力水平。海洋深处每增加10米水深就会增加1个大气压。

例如,在100米水深的地方,压力大约是10个大气压,比海平面的压力大10倍。

鲸鱼的为什么能在深水中活动?

到了2000米的深处,在这里将承受相当于地面200倍的压力,大多数靠肺呼吸的生物(像人类)会被压力压碎,一些金属结构的密闭空间也很难在这里保存完好。

不过,这个深度正好是一些鲸鱼的觅食深度,它们和我们一样用肺呼吸空气,而它们却生活得很好。

这是因为鲸鱼有一个可折叠的肺,这让它们一次潜入深海近两个小时也不会被压碎。

潜水时,这些鲸鱼将空气中的氧气储存在血液和肌肉中,而把肺折叠起来不留任何空气。

它们之所以可以做到这一点,是因为它们的血红蛋白和肌红蛋白分子的含量比其它哺乳动物要高得多,而血红蛋白和肌红蛋白分子可以用来储存氧气。

另外,这些鲸鱼还能降低它们的心率,暂时阻止血液流向身体的某些部位,这有助于延长氧气的持续时间。

海洋深处的鱼类如何生存?

再往深处走,这些只是来觅食的生物就不行了,为了适应更深处的气压,需要进化出一些“更专业的设备”,只有长期在这里的“用户”才能做到这一点。

在海洋深处,压力是难以想象的,只要足够深,密闭的金属空间(如潜艇)肯定会被压扁。

但有些生物还是可以在这里生存,这是因为生活在深海的生物体的大部分都是水,而水是很难被压缩的;它们也已经不用像肺或鱼鳔(帮助鱼类上浮下沉的器官)这样充满气体的空间来生存了。

世界上海洋最深的地方是马里亚纳海沟,在这里最深的地方超过11000米,平均深度也超过了8000米,如果把珠穆朗玛峰放在里面的话,估计连头的露不出来。

图为:发现海底最深处的鱼

但是在这里也发现了高级生物——马里亚纳狮子鱼(Pseudoliparis swirei),这种鱼最深可以到达8200的深度。

这是一个没有空气腔的有机体的极限了(生物极限是-8370米),因为高压也会破坏分子的结构,比如组成生物体的蛋白质等。

马里亚纳狮子鱼为了适应这种环境进化出一些特殊的结构,比如它的骨头上有缝隙,这可能有助于它平衡内部和外部压力。

最重要的是所有深海生物都有一种被称作三甲胺N-oxide (TMAO)的有机小分子,这些小分子阻止了生物体内的其他分子被高压力分解(比如膜和蛋白质),而马里亚纳狮子鱼的这种小分子含量非常高。

有意思的是,这种分子会给鱼带来“鱼腥味”,浅水物种也含有这种物质,但深海物种更多,这是深海物种鱼腥味更重的原因。

最后

马里亚纳狮子鱼已经完全是一个“瞎子”了,它的眼睛只是摆设的,这是因为它所处的海洋深度是完全黑暗的,它们适应了这种无光环境。

其实,深海的环境比我们想象的要糟糕得多,不仅仅只是压力变得巨大而已,那里没有光,很冷,没有多少氧气和很少的食物。

可以说深海是一个非常难以生存的地方,如果在深海发现一些生物,总是能刷新我们对生物生存能力的认知。

不过对深海生物的研究很难,因为压力影响化学反应速率(变快),适应了这些压力的生物体在被带到地表进行研究时可能会遇到代谢问题。

为什么鲸鱼可以潜水很深「深海中潜艇会压成废铁鲸鱼为什么可以畅游」

海洋深处压力究竟有多强?核潜艇都被压碎鲸鱼为何没事?

水中有压力,水越深,压力越大,尤其是在深海中。但是也许很多人会感叹并充满怀疑,海底的鱼可以在如此深的水中自由地生活,其中最著名的是鲸鱼。没有压力可以潜入海底2,000米的深度,而核潜艇在这种情况下却会被压碎,这如何解释?

由于鱼类在自然界中的生存和适应,它们已经生存了数千年的进化,因此它们已经处于适应自身生长环境的最佳状态。鲸鱼是一种可以潜入深海的海洋生物,能够调节其器官以适应外界压力。例如,当潜入深海时,鱼的肺部将被调整为比正常情况小得多。通过这种调整方式,达到了身体与外界之间的平衡状态,因此它可以在深海中不被压碎。

但是对于鱼类,也不是绝对说可以随心所欲地潜水。普通的鲸鱼可能生活在海底约500米处并且可以自由移动,甚至最好的抹香鲸也是最大的。潜水深度约为2000米,如果游得更深,它将被挤压。同时,这也解释了水中的鱼是扁平状的,这是由水中的压力形成的,就像带鱼是深海鱼的最佳代表一样。

就目前的技术而言,普通军用核潜艇的潜水深度约为300米,而世界上特制的超级核潜艇的潜水深度约为700米。也许在鲸鱼面前根本看不到核潜艇的数据,但是不能忽视的是,核潜艇不像鱼体那样具有自我调节身体器官以实现内部和外部平衡的能力。因此,潜入深海的核潜艇只能依靠不断地建造足够坚硬的壳来确保它们能够承受压力。但是,随着潜水深度的增加,即使外壳坚固,压力也会不断增加,难以承受,并且随时都有被压碎的危险。

此外,如果有人在核潜艇中,那很可能是危险的。毕竟,人体的压强几乎是处于大气压下的压强,这与深海的压强差距很大,因此很容易受到深海环境的影响。

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