大自然有時候真的令人驚嘆,各種生物為了更好的生存,紛紛進化出了獨特的能力,槍蝦就是其中的佼佼者,小小的蝦軀裡卻有著強大的攻擊力。
槍蝦又叫鼓蝦,它們生活在熱帶海洋的淺水區,靠著一雙大小不一的螯進行捕獵,雖然它們的個子較小,只有5釐米,是蝦類大家族中的小傢伙,不過千萬不要因為身體小就小瞧它們,槍蝦可以算得上是世界上力量最足的生物之一了。
令人驚訝的攻擊
槍蝦捕獵靠的是它那與眾不同的大螯,可不要小看這玩意,它只需要打開鉗子,然後迅速的合上,就能射出時速100km/h的水流衝擊波,整個過程只需要短短的600毫秒。而噴射出的水流會發生一種奇妙的空化現象,在水中形成一個4毫米氣穴,這些氣穴從出現到消失只有十億分之一秒的時間,但卻能在這短短短的時間裡產生近80千帕高壓。隨後氣穴破裂時會產生高達4700℃的高溫,伴隨著激波和大量的光子,要知道太陽最低的表面溫度也才5000℃。
除了噴射出的水流外,槍蝦造成的空化氣穴還會造成220分貝聲響的噪音。這是什麼概念,一般我們平時聽到的飛機起飛噪音是140分貝,而火箭發射的噪音的220分貝。注意聲音分貝的提高代表了聲音能量按照指數增長,並不是簡單的加減。
所以火箭噪音比飛機噪音高80分貝,代表火箭噪音的能量是飛機的10^8倍——也就是一億倍。顯然,220分貝的噪音不僅僅是簡單的吵鬧,而是會造成生命危險的強大攻擊。
有趣的空化現象
上面我們說到槍蝦的巨螯可以產生一個氣穴,從而利用這個氣穴造成一系列的攻擊,那麼一個小小的氣穴怎麼會有這麼大的破壞力呢?
這就不得不說下有趣的空化現象了。空化指的在某些情況下,液體內的局部壓力降低,出現接近真空的低壓空泡。這樣的空泡內部壓力很低,而周圍環境還有液體壓強和大氣壓的強大作用,因此它們生成之後很快就會在周圍的高壓之下迅速被壓扁。而空泡被壓扁的過程是極具衝擊力的,在周圍高壓的作用下,液體會在空泡局部快速地發生撞擊,可以產生強烈的衝擊波,超聲清洗利用的就是這種方法。
說個簡單的例子,相信不少人都玩過拍瓶子,當瓶子裡有水的時候,用手掌狠狠的打擊瓶口,這樣很容易就會造成瓶底的破裂,這就是空化效應。當瓶子快速向下移動時,瓶中的水沒有跟上節奏,因此在瓶底產生了低壓的空泡,而因為壓力不平衡,上方的水又很快地把空泡壓扁,並重重地撞上了瓶底,導致玻璃瓶破碎。
進化的鬼斧神工
那麼槍蝦又是怎麼造成這種空化效應的呢?這就不得不說大自然的的造化奇妙了,槍蝦的鉗子上有兩邊對應的特殊結構:一邊是一個凹槽,另一邊是形狀對應的凸起。槍蝦捕獵時會在極短的時間裡把鉗子合上,凸起會把凹槽中的水快速地擠出去,從而形成高速的水流,最後由這些水流造成之後的種種反應。
為了能夠使用這招,槍蝦巨螯的外骨骼、肌肉和關節在漫長的歲月裡進化出了適合「激波等離子體槍」的生物動力學曲線,精緻複雜,堪稱鬼斧神工。