馬裡亞納海溝有1萬米深,那1萬米深處的水還是液態的嗎?溫度是多少?

科學探索菌



位於北太平洋西部海床馬裡亞納海溝是地球上最深的地方,其中-11034米的斐查茲海淵是地球海拔最低點。

目前為止只有1960年的“的裡雅斯特號”載人深潛器和2012年的“深海挑戰者號”載人深潛器短暫到達過馬裡亞納海溝最深處,總體而言人類對馬裡亞納海溝的瞭解還是很少很少的。


地球的海洋是由液態水組成的,-11034米的馬裡亞納海溝深處仍然是液態水,好萊塢導演卡梅隆在2012年時乘坐“深海挑戰者號”用了兩個小時才下潛到馬裡亞納海溝深處,當時測量的海底溫度是4℃,壓強為1100個地球大氣壓,事後卡梅隆評價馬裡亞納海溝深處是“地球上最接近另一個星球的地方”

實際上馬裡亞納海溝的溫度是嚴重兩極分化的,在4℃的低溫附近可能存在著300℃到400℃的海底熱泉,畢竟那裡是地球上最深的地方,那些由海底火山構成黑煙筒附近溫度遠遠超過卡梅隆測定的4℃,但總體而言馬裡亞納海溝還是一個又冷又黑的地方。


正常大氣壓下的液態水在100℃時就會變成水蒸氣散發開來,而在1100個大氣壓的環境下,海底火山周圍的海水處於液態水和水蒸氣的混合狀態,目前的生命起源假設中就有一種說法認為地球的原始生命誕生於類似馬裡亞納海溝深處的海底熱泉附近,靠著海底火山從地球內部帶上來的硫化氫和硫酸鹽類過活。


宇宙探索未解之迷


馬裡亞納海溝可不止1萬米深啊,那是一個陸地上生存的同學們絕對想象不到的世界。

1萬米以下的水仍是液態,因為有人到達過,親自測試了

馬裡亞納海溝的最深處,名字是查林傑海淵。1995年,日本海洋科技中心“海溝號”無人潛水器對其進行了第一次完整的測量。由於深海中光波及無線電波均無法應用於通信,“海溝”號採用光纜通信。操作人員在母船上對“海溝”號進行操作。“海溝”號進行了試樣採集及拍攝等考察活動,最後將一塊書有“海溝”字樣的紀念碑樹立在海底。

至今為止,直到目前,全世界只有三位深海探險者(瑞士工程師Jacques Piccard、美國海軍上校 Don Walsh、大導演James Cameron),完成了這個看似不可能的史詩之旅:成功探底11000米深的最深海底。客觀的說,還不如登上月球的人類個數多。

深海的環境和溫度如何?

深海之所以讓人望而卻步,在於它巨大的水壓。陸地上的同學們,身上承受著1個大氣壓的壓力,相當於一平方釐米的面積上承受1.034公斤的壓力。馬裡亞納海溝最深的地方海水的壓力相當於1100個大氣壓。當你在馬裡亞納海溝底部行走時,你身上等於壓上了275000個人的重量。

而在馬裡亞納海溝永恆般黑暗而安靜的世界中,溫度只有2℃。對於人類來說,這裡不比地獄的環境舒服多少吧。

沸騰的海底也是存在的

當然,不是所有的海底都是如此高壓、黑暗、寒冷,是生命望而卻步的深淵。

受到地熱和海底火山等的影響,海洋底部有熱液噴口的存在。在這些熱液噴口的周圍,水溫顆高達380℃,這是一種特殊狀況,被稱為超臨界水。當海底溫度、壓強達到臨界點後(T≥374.3℃,P≥22.1MPa),海水將處於特殊狀態,此時的液態水和水蒸氣將融合在一起,成為一道熱泉。

海底熱泉的出現,同時也帶來大量的硫化氫和硫酸鹽類。硫化細菌可以通過化學能進行有機物合成作用,為沒有陽光的海底,帶來一片對於海洋生物來說,難得的深海生命綠洲。

哥斯拉在哪裡?

按照生態學的觀點,一個完整的食物鏈中最重要的就是自養型生物,簡單的說就是綠色植物以及微生物群落等,它們可以通過日光能進行光合作用生成有機物,滿足自我生長繁殖的同時,順便提供免費的午餐給異養型生物。

深海這些都一無所有。當然對於只吃核輻射的哥斯拉等狂暴巨獸們,這都不是事,現不現身,就看它們的心情啦。但願人類好運吧!


貓先生內涵科普


是液態,溫度大約在2攝氏度左右。

馬裡亞納海溝是全世界最深的海溝(最低點位於其中的斐查茲海淵,深度達11034米),因此海溝底部的壓力也是非常高的,相當於1100個大氣壓左右,我們人類要是進入這樣的環境,那就是瞬間死亡。

雖然海底的壓強非常大,但這並不意味著高溫,至少對於水這種物質來講,想要通過增加壓強的方式來使得溫度明顯變化,那是極為困難的。

對於海水溫度來講,其主要來源是太陽輻射。但隨著深度的增加,海水能接受到的太陽輻射就會越來越少,因此受太陽輻射明顯變化的,一般都是深度1000米以上海水層。而在1000米以下,海水溫度變化就變得越來越平緩。

一般在中低緯度間的海水溫度,我們可以分為三層:混合層、溫躍層、恆溫層,其中恆溫層大概就是深度在1000到2000米以下的海水層,它們的溫度處於1到6攝氏度之間。

不過海底的水溫並非處處均勻,有些地方甚至能達到數百攝氏度,它們所在的地方就被稱為海底熱泉,顧名思義就是海底噴出的熱流,雖然溫度很高,但對周圍水溫的影響範圍並沒有多大,因此海洋深處的平均水溫都是維持穩定的低溫。

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是液態水,水溫的分佈是不均勻的

馬裡亞納海溝究竟是咋回事?

馬裡亞納海溝是我們目前已知的最深的海溝,它的深度可到達11034米的程度。它位於太平洋板塊和菲律賓板塊的交界處。在它的底部的壓強可以達到1071.8個標準大氣壓。

海底的水溫分佈不均勻

那到底是不是水呢?答案是:確實是液態水,海水的溫度是有關係的,不過深度達到1000米之後,這個起伏變化就極其的微小了。隨著深度增加,水溫會一直下降,大概會在4度左右。

所以,可能很多人會尋思什麼沒有變成固態或者其他之類的?因為像木星的內部就是液態金屬氫。這裡主要是因為水,壓強增大對於它的改變並不大。所以,它還處在液態。

不過海底有一種叫作海底熱泉口,會往外噴400度左右的水。這也是近些年才發現的。

可能你要問,100度的水不是開了麼?實際上,水的相變其實遠比我們學到的複雜,在400度時,它會呈現一種特殊的狀態,但它還是流體。

對於海底熱泉口的發現,讓我們對生命的起源的認知有了幫助。目前生命起源假說中就有海底熱泉口假說,而且還是主流的假說。正是,海底熱泉口的存在,導致海底的溫度其實是不均勻的。

可能你要問,你口說無憑,又沒有真的去看過。我確實沒有,不過有個特別有名的導遊卡梅隆,他親自去拍過照片。除了他,其實有幾個國家都曾經派遣科考隊前去探索過。


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美國著名導演詹姆斯卡梅隆在2012年3月隻身一人潛入到馬裡亞納海溝10929米深處。這是人類歷史上第二次載人潛水器探底馬裡亞納海溝。在返回海面後,詹姆斯卡梅隆不無感慨的說:海溝極其荒涼,黑暗,這裡是地球上最像外星球的地方!

圖示:卡梅隆乘坐深海挑戰者號下潛馬裡亞納海溝

馬裡亞納海溝最深的地方是斐查茲海淵,深度為11034米,詹姆斯卡梅隆下潛的地方只比最深的地方淺105米。這算是已經非常接近海溝的最深點了。這裡的海水壓力相當於大約1100個大氣壓,然而這裡的海水仍然是液態的,溫度只有2℃。這裡是一個高壓,低溫、黑暗的世界。這裡並非大家想象的那樣高壓、和高溫並存。

圖示:馬裡亞納海溝

卡梅隆下潛的馬裡亞納海溝海底沒有海底火山和海底熱液噴口,因此海水的溫度很低。然而在一些極少數的海域,受到地熱的影響,海洋底部有熱液噴口的存在。在這些熱液噴口的周圍,水溫顆高達380℃。在正常的壓力下,水在100℃的時候就會沸騰。然而這裡是萬米深的海底,水壓是地球標準大氣壓的1000倍以上,因此即使是水溫早已遠超出了正常水的沸點,這裡的海水還是不會沸騰的。

海底的熱液噴口是海底生物賴以生存的能量獲取地點。它們就像太陽一樣為海底生物提供著生命所需的能量。

圖示:深海熱液噴口

因此,在馬裡亞納海溝深度1萬米的海洋底部,那裡雖然海水壓力極大,但是海水還是液態的;這裡終年見不到陽光,海水的溫度只有幾攝氏度。只有極少數受地熱影響的海洋底部,水溫可高達300℃以上,但由於海水壓力的影響,水還是液態的。

這就是我的觀點,歡迎大家點評!


我就是兔斯基



馬裡亞納海溝是目前世界上已知最深的海溝,最深可達—11034米。那麼在那麼深的地方水還是液態嗎?當然,水當然是液態,即使在那麼深的地方壓力是那麼的強大,但是水分子的性質是及其的穩定的,液壓機就是利用的這個原理。

1960年美國海軍用法國製造的“的裡雅斯特”號深海潛水器,創造了潛入海溝10911米的紀錄,馬裡亞納海溝的海低溫度一般為2℃左右,但是也有的海域受地熱的影響,溫度可高達380℃左右。

地熱就是海底火山,水流進火山裂縫,溫度被極速升高變成高溫氣態。而後從裂縫中再次噴出來,這時高溫氣體的溫度會被周圍的海水吸收中合重新變成液態。如此反覆,海底的溫度就變的非常的高。更令人不可思議的是,在這種溫度下居然還存活著小魚和小蝦。
水的沸點其實與壓力有關,在我國青藏高大氣壓稀薄,水只能上升到84℃~87℃就被蒸發了,而在珠穆朗瑪峰水的沸點只有73.5℃。這說明在高的地方是燒不開水煮不熟飯的。


而在深一萬米多的海溝裡,可以想象得到,大氣壓是非常強大的。所以水的沸點是非常高的,不像在地面一樣水最高加熱到100就蒸發了,而在深一萬多米的海底,水的溫度則可以達到很大很大。所以說:在海底可以把東西煮的徹底熟透了。

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基本上海水深度每下降10米,就會增加一個大氣壓。所以,馬里納亞海溝底部的壓力足夠有1000多個大氣壓。不過,即便壓力如此巨大,海溝下面的水仍然是液態水。



由於陽光的穿透能力有限,所以500米以下的海水深度,基本上就沒有陽光可以達到了。而馬里納亞海溝有10000多米,所以更是沒有陽光可以達到。故而海溝底部是一片漆黑,根本沒有任何光明可言。而沒有陽光,在加上壓力巨大而缺少對流,所以這裡的海水溫度極地,雖然沒有達到0度,但是也相差不遠。阿凡達的導演卡梅隆先生增加獨自一個人駕駛潛艇到達過馬里納亞海溝底部,他所看之處除了荒涼和黑暗之外,並沒有其它東西。這裡沒有任何生命,就像是孤寂的宇宙中一樣,充滿了荒涼的感覺。




水有固態、液態、氣態和超臨界流體四種狀態。在正常的大氣壓下(一個標準大氣壓),0度時水結冰,100度時沸騰。但是,這些理化參數卻是隨著壓力變化而變化的。比如說沸點,大氣壓越高,沸點也越高。大氣壓越低,沸點也越低。不過不論怎麼變化,水都以這四種狀態存在。而通過查詢水的溫度-壓力和各個態之間的關係圖可知,1000個大氣壓、1-4℃左右的水,狀態仍然是液態。



所以,別看馬里納亞海溝很深,但水還是水,沒事變化。


科學探秘頻道


馬裡亞納海溝是地球上最深的地方,深度達到11034米深,整體寬度大約70公里,最深的地方位於斐查茲海淵。

大導演卡梅隆曾拍攝一個紀錄片親自駕駛下潛器下潛到10929米深的海底,下潛了大約兩個小時之後在海底探測三個小時作用,海溝底部漆黑寒冷測得溫度大約是4攝氏度。不僅寒冷而且高壓,簡單計算一下每下降十米大約是一個大氣壓強,那麼馬裡亞納海溝底部的壓強達到1100個大氣壓大約是110Mpa。

陽光穿過海面最多也就作用到一二百米的深度,在這個層次有植物類可進行光合作用。繼續往下沒有陽光照射,溫度會越來越低。到達海底大約溫度是4攝氏度左右。如果海底有火山或者熱泉,那麼溫度就不一樣了,這裡的熱量來源就是地球給提供的了。


海底熱泉周圍的溫度一般處在300~400攝氏度中間,有的地方會超過400攝氏度。有的人可能會問400攝氏度的水不早都成了水蒸氣了嗎?其實這是一種特殊狀況,被稱為超臨界水。當海底溫度、壓強達到臨界點後(T≥374.3℃,P≥22.1MPa),海水處於特殊狀態,這個時候水在高溫下膨脹的密度與水蒸氣在高壓下被壓縮後的密度相等,這意味著此時的狀態就是液態水和水蒸氣的融合狀態,性質也變得特殊。

海底熱泉的出現會從地球內部帶上來大量的硫化氫和硫酸鹽類,硫化細菌可以通過化學能進行有機物合成作用,這樣在沒有陽光的海底,也有了類似於植物的生物鏈基礎。一些濾食性動物也有了食物來源。



有生物學家認為海底熱泉很可能是地球生命的搖籃,一切都是從海底黑煙囪起步的。



科學黑洞


馬裡亞納海溝有1萬米深,那1萬米深處的水還是液態的嗎?溫度是多少?

也許很多朋友會立即聯想到一個“熱冰”的傳說,據說在距離地球33光年以外存在一顆圍繞GJ436恆星運行的熱冰行星Gliese 436b,表面溫度高達300℃,但水卻以固態的形式存在,主要原因是其強大的壓強!

GJ436b和太陽系裡海王星大小對比,上圖藍色星球即為海王星,GJ436b要比海王星稍大一些,由於其距離母星距離比較近,表面溫度極高,但水體在其深深大氣層下,壓力極高,構成了熱冰形成的條件!

但馬裡亞納海溝並不能構成如此條件,最深的斐查茲海海淵水深約11034M,大約也就1000多個大氣壓,但各位不要聯想到“水深火熱”這成語,因為在如此深的海底溫度卻只有4℃左右,假如按我們人體體感來形容的,簡直就是冰冷赤骨!

另外很多朋友也很關心為什麼如此高壓還不足以形成固態的其他物質,不是有白矮星物質麼?其實1000多個大氣壓還差遠了!白矮星物質是巨大的引力坍縮將原子的外層電子壓入到了原子核附近,以電子簡併力支撐下的一種物質狀態!因為電子還沒有進入原子核中和成中子,因此物質的屬性還存在(即還是原來物質),但因原子內部的空間被大大壓縮,物質的密度極高!要求也不高,約80%太陽質量以上的恆星即可!當然這個"小小的要求"即使在地球內核也達不到!馬裡亞納海溝底部就靠邊站吧,那根本就不是它應該來的地方!


星辰大海路上的種花家


自然是液態的,但有一部分的海水,可能是比較特殊的超臨界水,我們都知道正常的條件下,水的沸點為100攝氏度,當它達到100攝氏度的時候,就會蒸發變成氣態水。

但水的沸點並不是不變的,它會隨著環境的變化而降低或者升高,那麼馬裡亞納海溝的壓強,大約相當於1000多倍的標準大氣壓。

氣壓高就意味著海水的沸點高,科學家們經過計算認為,這裡的海水如果要沸騰,至少需要達到374度才行。

但由於馬裡亞納海溝是地球地殼的最薄弱處,這裡極其接近地幔,而地幔正是岩漿的發源地,所以馬裡亞納海溝附近的區域很熱,其海水的溫度甚至可以超過400攝氏度以上。

那麼在如此高溫的環境中,海水就會變成一種超臨界狀態,而這種狀態之下,水的液體和氣體沒有任何區別,因為此時它們已經融為一體,變成了一種高溫高壓的特殊流體存在。

另外由於超臨界水的溫度很高,它會不斷的從海底岩石當中噴發出來,而噴發的過程中會溶解岩石中的一些物質。

這些物質實際上為生命的存活,提供了有利的基礎,因為這些噴發的物質當中,有許多氧化硫桿菌,而氧化硫桿菌是許多浮游生物的食物,於是大魚吃小魚,小魚吃蝦米的食物鏈就形成了。

所以在一些海底火山周邊區域,經常會有很多小的海洋生物出沒,這些海洋動物從某種角度來說,就是因為超臨界水而存在的......


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