在深海世界裡,鯨魚能輕鬆潛入 2000 米甚至更深,但鋼鐵做的潛艇卻難以達到這樣的深度,這是為什麼呢?是鯨魚的身體更強大,還是潛艇的設計有所限制?一起來看答主@祥昊 的回答吧~
肉做的鯨能輕鬆下潛 2000 米,為何鋼鐵之軀的潛艇卻不行?
|答主:祥昊
你是一個人,啊呸,本來就是人。丟海里潛水,不到四五米的深度,就遭不住了。
為啥?
因為肺的容量有限,憋不住了。
於是你裝上氧氣瓶,解決了呼吸的問題。
然而潛到幾十米還是會遭不住,為啥?
因為水壓。深度每增加十米,就會額外承受接近一個大氣壓的壓力。潛的太深不光肺遭不住,還容易把肚子裡隔夜的屎尿擠出來。
那為啥有水壓呢?
因為重力,由於地球吸引,水分子會被吸在地球表面,且不斷疊加在一起,所以這潛水越深,相當於在身上蓋的水越厚,壓力就會越大。
於是你又想出一個好主意:把自己裝鐵罐頭裡,讓鋼鐵來承受這個壓力,不就不怕壓了嘛?
於是就有了潛艇。
普通潛艇只能潛幾百米。而同樣是用肺喘氣的鯨魚卻能潛入深海兩千多米。
這就不合理了,難不成肉做的鯨魚比鋼鐵做的潛艇還皮實不成?
我們高中物理都有學過,世界所有物質其實都是由原子和分子組成。這就像一把沙子,颳大風揚起漫天沙塵,沙子四處亂跑,這是氣態。沙子鋪在地面可以隨便活動的,這是液態。把沙子壓成一坨變成頁岩,這就是固態。不同形態分子之間距離不同,氣態特別容易被壓縮。而固態則非常難壓縮。
正常情況下,一個實心東西掉進海里,壓力均勻的分佈在所有方位,並不會造成太大的變化。如果密度比水低,那水就會考慮把要麼他壓實在點,要麼一腳給他踹出去。這就是浮力。
而潛艇,雖然是鋼的不怕水壓,但是肚子裡有空氣。
潛的深了,周圍的水發現不對勁,這廝肚子裡是空的,不行,不是同類,要麼踹出去要麼給壓實了。
而肚子裡的空氣也發覺不對勁,媽耶,四周全是水,壓的太難受了,得趕緊找個地方跑出去,
外面的想著往裡擠,裡面的被擠的難受想找縫往外出溜,夾在中間的潛艇遭了大罪,原來均勻分佈的應力變成了朝裡的壓力,能不能糟住全看金屬罐頭的強度夠不夠。
偏偏潛艇還是由零件組成,有的地方厚有的地方薄,中間還有很多介面。壓力一大,有些部件就遭不住,水嗷嗷的往裡湧。只能跟泰坦尼克號作伴去了。
那麼怎樣才能讓人也潛入幾千米的深海呢?
美國人很早之前就給出了正確答案,只需要用水泥給人造一個鞋子,凝固後把他一腳踹海里,別說是幾千米,幾萬米都能下。
鯨魚也是這個策略,既然肺容易被壓爆,那乾脆了把肺丟了……這好像會出鯨命,那潛水的時候把肺收起來,暫時停用不就得了。
於是鯨魚學會了在潛水之前先大喘氣,把氧氣儲存在身體的肌紅蛋白裡慢慢消耗,然後把肺部排空再潛水的技能。
肺的問題解決了,那應該如何快速深潛呢?
喜歡去深海吃大魷魚的抹香鯨就想出一個好主意:
咱哺乳動物不是有祖傳的充血膨大法嗎?抹香鯨在腦門裡塞滿熔點和自己體溫差不多的鯨油,潛水的時候保持平靜,鯨油凝固,密度變大,就可以沉到水裡。而想上去的時候憋的臉紅心跳,大量血液流過腦門,鯨油變成液態,密度下降,就可以浮出水面。
後來老歐洲航海家發現了鯨油,看著粘粘滑滑乳白色,頭裡還有一大堆,這鐵定是精蟲上腦還淤積,就給抹香鯨起名 sperm whale ,翻譯過來就是精液鯨魚。
再加上抹香鯨不光鯨油值錢,還有機率爆傳奇香料龍涎香,後續甭管是文學作品還是圖畫,惡鯨都成了抹香鯨這種大圓腦袋一排牙的形象。
可憐的抹香鯨,只是一個喜歡吃魷魚而特化潛水的吃貨憨憨而已,還得揹負這種汙衊,實慘。
而世界最深的海溝從 1960 年開始,也不定時會有人潛下去看看。
1960 年 1 月 14 日,瑞士物理學家雅克·皮卡德和美國海軍人員沃爾什,乘深海潛水船「的裡雅斯特號」下潛到世界海洋最深處──10916 米馬利亞納海溝並停留約 20 分鐘;
2012 年 3 月 26 日好萊塢導演和深海探險愛好者卡梅隆獨自駕駛深海潛艇在 10928 米的海床著陸,停留約 3 小時多一點;
2019 年 5 月 13 日美國探險家維斯科沃駕駛潛水器下潛到 10928 米創造了新的潛水記錄。
所以說嘛,不是潛水艇潛不了那麼深,單純是造的時候就沒想著潛那麼深。

除此之外,還有哪些專業解答呢?
答主@瞻雲 回答「因為力學性質不同」,並用示意圖與物理公式給出科學解答。
答主@Rara 圖解了鯨魚的內部生理構造,回答「對於大多數海洋哺乳動物來說,它們的肺部都能夠輕鬆收縮和擴張。」
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題圖來源:《鯨的秘密》
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