馬裡亞納海溝,水壓高達1000個大氣壓,鐵球會被壓扁嗎?

2020-11-29 探尋原野

歡迎收看本期探尋原野,我們都知道世界的最高的山峰是珠穆朗瑪峰,那你知道世界上最深的地方是哪裡嗎?它就是馬裡亞納海溝。馬裡亞納海溝是目前所知地球上最深的海溝,該海溝地處北太平洋西部海床,形狀呈弧形,全長2550千米,平均寬70千米,水下大部分深度在8000米以上。其中最深處在斐查茲海淵,深達11034米,是地球的最深點。這是什麼概念?如果拿世界最高的山峰,高度為8848米的珠穆朗瑪峰與它相比,珠峰將完全沒入其中。

那裡究竟是一個什麼樣的環境?生長著什麼樣類型的生物?有著什麼不為人知的秘密?這一切的一切都無不引起人們對它的好奇心。於是人們便開始了對它的探索。

就在1960年1月23日,瑞士著名深海探險家,雅克皮卡爾與美國海軍中尉沃爾什乘著"迪裡雅斯特"深水探測器,對海溝進行了探測。這次探測,他們成功潛入世界上最深的海溝馬裡亞納海溝,下潛深度10916米,創造了當時最深的潛水深度記錄。

11公裡,這距離在地表上對我們來說其實並不遙遠,我們可以輕易到達。但在水下要完成這段距離是極其艱難和危險的。當他們潛到9785米的時候,潛水器發生了劇烈的震動,導致一塊19釐米厚的舷窗玻璃出現了輕微的裂痕。要知道在這個深度的水壓高達1000個大氣壓,一旦玻璃破裂,後果將不堪設想,但是他們不願放棄這次難得的機會,最終還是冒險繼續下潛到10916米的深度。

在深海處,由於陽光照射不到,所以那裡是一個高壓、漆黑和冰冷的世界,通常的溫度是只有兩℃。在這樣的環境下能生存的魚類很少,但令人驚奇的是,在這樣深的海底,科學家們竟然發現有比目魚和小紅蝦存在。

生活在水面淺層的的魚類大多數為硬骨魚類,它們大多數都有魚鰾。魚鰾是魚的器官之一,約佔身體的5%左右。裡面充填的氣體主要是氧氣、氮氣和二氧化碳,其中氧氣的含量最多。魚鰾的一種作用是在缺氧的環境中,可以作為輔助呼吸器官,為魚提供氧氣。而另一種作用是通過魚鰾肌調節魚鰾的收縮和膨脹,可以使魚調節身體的密度,在水中上升或下沉。這種魚類大多生活的水域不會很深,當水域過深時,它們的身體將會受到巨大的壓力而不適合它們生長。

在深海,魚類為了適應環境,它們身體的生理機能與大洋淺層的魚類相比,已經發生了很大變化。這些變化反映在深海魚的肌肉和骨骼上。為了適應深海的巨大水壓,魚的骨骼變得非常薄,而且容易彎曲,肌肉組織則變得特別柔韌,纖維組織變得的細密。魚皮組織變得非常薄,它能使魚體內的生理組織充滿水分,保持體內外壓力的平衡。這就是深海魚類為什麼在如此巨大的壓力條件下,也能生存的原因。

也許有人問,往馬裡亞納海溝扔一個鐵球,鐵球會不會被巨大的壓力壓扁呢?為了解開這個疑惑,也有人做了類似的實驗。他們將一個塑料杯掛在潛艇的外面,然後隨著潛艇一起下潛到海底深處。當他們完成測試後,上到水面時發現塑料杯已完全被壓力壓變形,而經測量潛艇的外形尺寸也比下潛前小,這說明它們在水下都受到的巨大的壓力,從而導致了變形。

而換成鐵球情況又會怎樣呢?我們就拿一個碳素鋼材質的鐵球來說吧,按它的屈服強度為235兆pa,也就是2350個大氣壓,當超過這個值,鐵球便會發生結構性破壞。按照馬裡亞納海溝的最深處是11034米,它的水壓是1100個大氣壓,這個壓力遠比鐵球的屈服壓力小,所以鐵球不會被海水壓力壓扁。但是由於受到海水巨大的壓力,鐵球的體積將會略微縮小,而密度略微變大,只是這種微小的變化我們感覺不到而已。

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