鯨魚是肉做的,潛入萬米深都沒事,為什麼鋼鐵打造的潛艇容易被壓扁?

飛誮絕戀


絕大多數海洋生物,包括魚類、哺乳類,基本上都生活在海平面以下200米範圍內。這是因為,太陽光基本上只能到達海平下200米。再深,陽光就無法穿透。而海洋浮游生物,依賴陽光才能生長。有了浮游生物,魚貝類才有食物的來源。而大型海洋生物又依賴於吞食這些體型比較小的魚類。所以說,絕大多數的海洋生物,都只能生活在這一範圍內。



而200米以下,既寒冷又黑暗,只有為數較少的生物可以正常生存下去。鯨魚是一種哺乳動物,由陸生動物進化而來。鯨魚體型巨大,從幾十米到幾米都有,它們需要每天進食大量的食物。有的大型鯨魚一天的食物達到數噸之多。所以,它需要長期遊弋在食物豐富的海域。而超過海平面下200米,食物非常稀少,鯨魚就沒有必要下潛到這種位置。如果,海平面200米下也食物豐富,鯨魚倒是可以經常的去。由於沒有必要去,所以它的進化之路就維繫在這個水平。假設,深海食物非常豐富,海洋生物倒是可能進化出一種潛入深海的身體機制。正因為那裡食物稀少,所以海洋生物沒有必要向那個方向進化。

水下深度越深,則壓強越大。即使是堅固的金屬潛艇,也需要特別的加固,否則就會被強大的水壓壓扁。在海底,某些貝類生物也存活,它們的外殼分佈了眾多細小的縫隙,所以體內和外面保持著一致的壓強。這樣,就可以讓它們在很深的海底生存下去。


懷疑探索者


鯨魚是肉做的,嗯,這話沒毛病。不過鯨魚可無法下潛到萬米深的海底。目前我們認為鯨魚的下潛極限大概在2000米左右。不過即便如此,鯨魚的下潛深度也已經遠遠超越潛艇的下潛深度了。這是為什麼呢?

其實很好解釋,潛艇是一個"空殼子",不管下潛多深,只要正常工作,潛艇內部必須保持一定的壓力,而且裡面不可能處處充斥著海水,畢竟人要在潛艇里正常工作的。


而鯨魚就不一樣了,首先鯨魚是一個生物,內部遍佈各種器官,幾乎沒有什麼大的空隙,其次,鯨魚是一個柔軟的物體,不像潛艇一樣鐵板一塊,無法變形,最後,鯨魚屬於一個開放的系統,鯨魚可以通過吸入部分海水的方式來減少深海壓力的傷害。

這個問題的關鍵,實際上就是一個內外壓強差的問題。對於潛艇來說,內部必須保持常壓,否則潛艇上的工作人員根本無法生存。而潛入海洋的深度越深,受到的壓強就越大。按理說,只要內部和外部壓力一樣,海水的壓力是不會對物質造成較大影響的,但潛艇的工作性質決定了它必須保持常壓,也就決定了它必須直接面對深海的壓力。而鯨魚可以通過吞下部分海水的方式,使得內部壓力和外部壓力平衡,這樣的話就能夠下潛更深了。

舉個例子,我們將一個敞口瓶子扔到海里,即便沉到馬裡亞納海溝底部。這個瓶子也不會有任何損壞,因為它的內部和外部有物質交流,內外壓強完全平衡。但假如把一個蓋蓋子的瓶子掛上重物扔到海里,可能在下潛到一定深度的時候瓶子就會癟下來甚至破碎,這就是因為內外壓強不平衡。潛艇和鯨魚就是這個道理。如果人們可以通過某種方式調整內部壓強,那人類下潛幾百米也是完全沒什麼問題的。

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張家小智兒


大部分鯨魚只能潛入水深500米左右的海里,只有少數抹香鯨可以潛入2000米深的海域進行捕殺,這還是源自於抹香鯨喜歡吃大烏賊,而這樣的烏賊在水深2000米左右活動,為了吃,它們也是付出了努力~

人為什麼不能潛入深水

大部分認為,潛入深水,在水中停留的時間長,和肺有關係,這點沒錯,但實際上,肺越大,在水中停留的時間長,可相反,潛入的深度就越低。



鯨魚之所以可以潛入深水,是因為它的肋骨,胸骨,頸椎骨的鏈接處是鬆弛可以收縮的,隨著潛入深度的增加,鯨魚的肺會越來越小,最後收縮到一定程度以後,體外的骨頭起到保護的作用,可以增強對壓力的抵抗。

人類的肋骨不足以支撐壓力,一是肋骨非常脆,嘎嘣脆同咱們吃的豬肋骨差不多。另外一點就是肺不會收縮,裡面都是空氣,承受不住太大的壓力。


潛水深度不可怕,重要的是浮出水面的一瞬間

總所周知,潛水的人經常會犯潛水病,潛水病主要是潛水人體內會生成氮氣,而氮氣在人類浮出水面的時候會形成氣泡,大型動物浮出水面氣泡會很大,快速出水容易爆炸,所以人類潛水員浮出水面都不能特別快,潛水病不是鬧著玩的。

鯨魚潛水,肺會收縮,將肺內的空氣壓縮到氣管和支氣管之中,就不會產生氮氣,也不會有潛水病。

人類潛水時間通過訓練是可以延長的,世界紀錄是可以在水中憋氣20多分鐘,潛水最深的紀錄是水下332米之多。

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養拉布拉多的老中醫


潛艇是舉世公認的戰略性武器,為各個軍事大國所重點研發的武器之一。

衡量一艘潛艇的好壞,無非是操作系統、動力裝置、軍事武裝、導航、探測等幾個方面,當然其中一個重要因素——下潛深度。


大多數國家的潛艇下潛深度都在300-400米之間,美國的“海浪號”的下潛深度是650米,而俄羅斯的S I 和S II級別潛艇,下潛深度能夠達到700-800米之間。

影響潛艇下潛深度最為關鍵的是製作材料,這也是研發重點。另外則是外觀、焊接工藝。

影響潛艇潛水深度的最關鍵因素是氣壓。潛艇下潛越深,承受的壓力越大。通常來說,潛艇每下潛十米,就會承受一個大氣壓的壓強。因此,當潛艇下潛到500米時,它所承受的壓強就會達到50個左右。也就是說,在這樣的環境下,潛艇每平方米承受的重量為50噸,一旦超過了潛艇表面材料的承受極限,會逐漸把潛艇壓扁。



從仿生學的角度講,潛艇是科學家仿照鯨的許多特性而發明研製的。可是鯨的潛水深度卻比潛艇厲害的多。 小齒型鯨潛水深度是在100-300米左右,長鬚鯨能在300到500米水下停留一小時左右。最大齒的抹香鯨的潛水能力更驚人,可以在一千米左右的水下停留2小時之久。

60多年前,人們厄瓜多爾附近海域1100多米的深海中,發現了被海底電纜纏死的抹香鯨。這是人類迄今為止發現鯨潛水的最深記錄。

我們都知道,潛艇是由高強度的金屬製成的,潛水深度還只在500米左右,而鯨這種渾身是肉的動物卻可以在幾百米到千米左右的深度自由遊動。究竟是什麼原因,能讓鯨可以勝過鋼鐵呢?



雖然鯨的祖先是生活在陸地的,但鯨在海里已經生活了上萬年,經過長期的進化,鯨的器官組織和某些功能也發生了很大變化,已經完全適應了海洋生活環境。

鯨的身體變化首先表現在肌肉和骨骼上。由於深海環境的巨大水壓作用,鯨的骨骼變得非常薄,而且容易彎曲;肌肉組織變得特別柔韌,纖維組織變得出奇的細密。

鯨長期的深海生活,它的肋骨,胸骨,頸椎骨的鏈接處是鬆弛可以收縮的。 隨著潛入深度的增加,鯨魚的肺會越來越小,最後收縮到一定程度以後,體外的骨頭起到保護的作用,可以增強它抗壓能力。而且長期的水下生活讓鯨的表皮組織變成一層非常薄的層膜,它能使鯨體內的生理組織充滿水分,保持體內外壓力的平衡。

還有一點,鯨在進入深之前,就在自己身體內蓄滿了水,用來呼吸,經過一段時間再到水面上噴出巨大的水柱來換氣。這樣鯨在海底就不用張口呼吸壓強大的海水,也使自己保持較好的抗壓能力。鯨體內的水可以讓自己體內的壓強和海水對鯨體表的壓強基本持平,鯨魚就可以承受巨大的壓強。


而潛艇就不同了,潛艇在設計的時候不但要考慮潛艇表面的抗壓承受能力,還要考慮到潛水員在潛艇裡的生活環境和長時間水下生活的適應能力。

用最簡單的話說——鯨魚是實心的,而潛艇因為要有人操作,必須是空心的。

如果是無人駕駛的話,潛艇完全可以抗的住更大的壓強,在更深的海底航行。早在上世紀六十年代,人類發明的無人探測船就可以在萬米深的水下進行科學考察。人類深海考察的最深記錄是1957年蘇聯的考察船在馬裡亞納海溝創造,考察船當時到達了馬裡亞納海溝11929米的深處。

而現代科技下,哪怕人類用了比黃金貴上好幾倍的鈦合金,所製造的潛艇也不過能潛水千米左右。大自然的產物勝過人類最高端的科技,這也是自然值得我們尊敬的原因啊!


小約翰


答:鯨魚在下潛過程中,肺部逐漸縮小,使體內壓強增加,用來平衡體內外的壓強。


水壓

水中壓強和水深有關p=ρgh,深度每增加10.3米,壓強就會增加一個大氣壓,在1000米的深度下,水壓高達97個大氣壓,相當於每平方米承受970噸的重量。

鯨魚的身體經過長時間演化,已經進化出適應深海潛水的能力,但也是存在極限的,一般鯨魚只在500米以上的淺水區活動,而抹香鯨最高可以下潛到2000米,再深的話鯨魚身體也承受不了。

而軍用核潛艇,一般最大下潛深度在300米左右,就算是特製的核潛艇,最大下潛深度也就700米,無法和鯨魚的下潛深度相比較。


原因

當鯨魚潛入深水區後,鯨魚的肺部大大縮小,體內壓強增加,用來抵抗體外的水壓,使得體內外壓強平衡,這就是鯨魚不被壓扁的原因;但是鯨魚體內的壓力增加也是有極限的,超過極限之後,鯨魚身體也無法承受。

由於核潛艇需要載人,人體所處的大氣壓強,需要保持在1個大氣壓左右,內部壓強沒有多大調節的餘量,於是隨著下潛深度的增加,潛水艇內外壓強差越來越大。

核潛艇不具備鯨魚那樣,用增加內部壓強的方法來抵抗深水壓強的能力,只能靠著金屬結構硬抗,所以核潛艇的下潛深度非常有限。

但是對於科學研究用的深海潛水器,本身結構簡單,還採用了多層逐級增壓的結構設計,所以能下潛到海底1萬米的深度。


其他例子

生物經常用到類似的原理,來適應高壓環境,比如在馬里納亞海溝1萬米處的生物,體內充滿高壓體液,來平衡體內外壓強。

甚至我們人類都是這樣做的,一個大氣壓強為101.325kPa,相當於每平方米皮膚承受10噸的重量,但是我們人類體內的壓強也在一個大氣壓左右,於是體內外壓強基本平衡,人體就不會被大氣壓強壓扁。


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艾伯史密斯


鯨魚是肉做的,潛入萬米深都沒事,為什麼鋼鐵打造的潛艇容易被壓扁?

其實鯨魚到不了那麼深,假如鯨魚真不小心誤入海底的“午夜區”的話,那麼很抱歉鯨魚也會嚴重內傷,甚至死亡!魚類的極限深度為7000-8000M,當然在此深度以下也就幾種而已!因為並不是魚類就是到達所有的海底的!

蛟龍號在印度洋底發現的魚類

並非是魚類能到達海洋深處,人類在一定的條件下也能達到我們難以企及的深度,比如飽和潛水就能到達500M以上!但這需要長時間的適應過程,比如增減壓過程就將花去好幾天的時間,甚至為了海底1小時的作業而準備好幾天這是非常正常的事情!

但即使是500M的深度也不是所有潛艇都能達到的,能達到這個深度的絕對是軍用級別的,因為一般的觀光潛艇也就數十米而已,500M深度即使大部分攻擊型潛艇都不常下去....!!

那麼為何一個肉體凡胎都能承受的壓力但鋼鐵罐子都無法承受呢?其實箇中的關鍵就是內外壓力差!飽和潛水就是人體在逐漸增加的高壓環境中溶解了大量的高壓氧,當體內壓力與作業深度壓力一致時,那麼體內外壓力就是平衡的,理論上在這個條件下作業多久都沒什麼問題,但根據人體承受能力和疲勞程度仍然需要嚴格規定時間,並且需要大量時間減壓!

而潛艇內部始終是一個大氣壓,當潛艇深度增加時,所有的壓力將被外殼所承受,500M水下就是每平方釐米51KG的壓力,當然攻擊型潛艇是絕對沒有問題的,但1000M不能小覷了,如果1500M那麼絕大部分的潛艇都得掛了.....假如超過2000M那麼基本上就只有科研的深潛器才能到達的深度了!

前蘇聯的K278是迄今為止下潛最深的攻擊型潛艇,它的下潛能力是無與倫比的。1988年K278下潛到了1020米的深度,但據說它的極限是1250M!

可見深度對於內外存在壓力差的設備是非常要命的,能到萬米深海底並且能自主工作的,屈指可數吧!不過如果是潛水鐘或者固定纜繩的則相對容易很多,因為沒有那麼多活動部件密封的門檻就小多了!比如詹姆斯-卡梅隆獨自下潛的“深海挑戰者號”:

當然能到極深海底的魚類確實值得研究,但卻也無需為這肉身材料與鋼鐵比強度,因為兩者所起的作用不一樣!


星辰大海路上的種花家


據人類的下潛科學考察來看,深度達到8000米時,海洋生物存在的數量急劇下滑,基本上以一些體型極小,近乎透明的魚類存活,沒有鯨魚可以下潛至10000米深。

抹香鯨最多也只能2000多米深,在水下待兩個多小時,一般的生活範圍多在500-1000米深,有時也浮到水面上來睡覺。

鯨魚下潛為什麼沒事情?

鯨魚本身就生長在海里,為什麼會有事情,而我們製造的潛艇才會水土不服呢。鯨魚與人類一樣,也是用肺部進行呼吸的恆溫哺乳動物,在它下潛時,肺部收縮,以增加體內的壓強,肌肉與骨骼會協助抵抗,最終達到內外壓強的平衡。

鯨魚在水下待幾個小時,並且肺部內沒多少空氣,它怎麼生存?

鯨魚體內可以貯氧,血液與肌肉中可以貯存氧氣,通常鯨魚在下潛之前會進行充分的呼吸。像鯨魚這種大型的海洋哺乳動物,一次充分的呼吸可以基本上換掉體內的氣體,這才決定了它可以憋氣2個小時以上。

為了保護內臟,鯨魚體內會分泌一些類似脂類的物質,保護重要器官。

那我們的鋼鐵潛水艇為什麼只能潛水幾百米呢?

因為,潛艇下潛又不會進行肺部收縮,也不會分泌脂類物質保護內部結構,只是單純的以鋼鐵之軀來對抗來自於海里的龐大水壓,因為畢竟潛艇中還有許多人員在裡面生存呢,裡面是一個大氣壓,而水下則是數十個甚至是近百個大氣壓,單純的硬抗,對付70個大氣壓是沒問題的,再往上是無法對抗的,所以潛艇一般在幾百米水深下活動。

但人類的一些特製潛航器可以下潛10000米深,這是鯨魚無法比擬的。

個人淺見,歡迎評論!


科學船塢


說一艘鋼鐵做的潛艇沉入一萬米的海底會被壓扁,是誤解。根本不可能。

實際上,一艘密封的潛艇沉入一萬米的海底,撈上來時並不是扁的,只是會是潛艇上的螺旋槳因損壞無法工作,或者導致潛艇透水導致人員死亡,或潛艇被海水壓變形使潛艇報廢,而如果潛艇是打開所有艙門裡面無人的,不要說一萬米,就是十萬米深的海水,也仍然保持原形。

學過壓強的都知道,密封的潛艇每下降十米,潛艇表面就增加一個大氣壓的壓強,一萬米相當於一千個壓強,一個壓強就是一平方釐米壓力一公斤,也就是在潛艇表面一個指甲蓋大小後地方,壓力一噸,因為為了保證潛艇里人的正常活動,裡面的仍然為一個壓強。巨大的壓力差就會產生上面講的結果。而無人開艙門的就不同了,是外壓力相同,潛艇沒有變化,比如一萬米以下海底可以鋪電纜就是這個道理。

因此說,潛艇沉入萬米以下海底會被壓扁是錯誤的,是誤導。不然的話,海底就沒有石頭了。


南極冰火


鯨魚並不能夠潛入萬米,最多也就是潛入2000米的深度。常規潛艇深度也就300米左右,太深了就可能會導致船體損毀進水。



鯨魚之所以可以下潛至2000米,是因為在2000米範圍內,鯨魚都可以調控體內壓力。在鯨魚下潛時,其血液會增加溶氧量促使內外壓力平衡。在鯨魚上升時,其血液內的氧氣會被分離出來,調節壓力下降。這樣保持內外壓平衡,鯨魚就不會被深海巨大的壓力壓扁。



至於潛艇,因為內部空腔比較大,而且內部空腔是密閉系統,所以內外壓力是完全不平衡的。潛艇內部壓力只有一個大氣壓,而海水每10米一個大氣壓。到300米的時候已經有30個大氣壓了,相當於每平方米受力300噸重量,如此巨大的壓力,足矣把潛艇壓變扁損毀。除非是潛艇骨架承受能力比較強,才可以免受損毀。

這就是潛艇下潛深度不深的原因。


科學探秘頻道


首先咱們先稍微糾正一下這個問題,鯨魚是鯨魚肉的做的這個沒錯,但是它可潛不了一萬米深。鯨魚中最厲害的潛水能手抹香鯨最深潛水記錄是2200米左右。一萬米深的深海中的壓力鯨魚也會被壓死的。

鯨魚的潛水深度遠大於現在人類用鋼鐵打造的潛艇。鯨魚在大約5000萬年前為了生存重新由陸地進入到了海洋中。鯨魚為了填飽肚子,不斷的潛入更深的海洋中,經過幾千萬的進化,鯨魚

的身體已經完全適應了深海的壓力。鯨魚的血液中含有高於其他動物好幾倍的血紅蛋白。鯨魚會在吸足空氣後潛入海中。這些空氣中的氧氣並不是存在鯨魚的肺中,而是儲存在了血液中。隨著下潛深度的增加,鯨魚的柔軟的胸腔結構是肺部縮小,減小身體內外的壓強差。這樣就可以是身體內外壓強達到平衡,因此能夠潛入兩千米深沒有任何問題。

而潛艇就不一樣了,潛艇的外殼雖然是鋼鐵打造的,但是潛艇的內部艙內為了保證人類正常活動需要,維持著一個標準大氣壓。如果潛艇潛到深海,就會面臨著內外巨大的壓強差。這樣潛艇如果潛水過深,就會有被壓扁的危險。

雖然鯨魚潛不了萬米深,但是在海底一萬米深度的地方並非生命的禁區。這裡生活著一些堅強的魚類。這些魚類時刻承受著1000個大氣壓以上的壓力。不過這些魚類對付深海壓力的辦法就是讓自己也變成“一灘水”。這些魚類體身體變得非常柔軟,體內含有大量的水分。用水來平衡身體內外的壓強差。

鯨魚雖然是肉做的,但是它可以讓自己體內外達到壓力平衡,因此不會被壓扁。但是人類製造的潛艇外殼雖然是鋼鐵,但是功能上的需要不可能裡面也灌滿水,因此在深海被壓扁是難免的。


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