为什么抹香鲸可以在深海几千米下生存,潜艇就得被压扁呢？

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抹香鲸确实是哺乳界的“深潜能手”。不过说它可以在深海几千米下生存确实有些夸张了。因为根据科学的研究发现。抹香鲸的潜水深度最深也就在1000米-2000米之间。而在鲸类中。“深潜冠军”并不是抹香鲸。而是柯氏喙鲸。它最深能够潜入2992米的深海中。并且能在深海中待两个小时。

但是。不管怎么说。能够潜入海下1000米在哺乳动物中也是凤毛麟角的了。那么。问题来了。海下1000米的深度是许多潜艇都无法下潜的深度。为什么“肉做的”抹香鲸可以轻松的下潜并且生存呢？我们简单的来探讨一下这个问题。

潜艇的发展

从古至今。人类对海洋深处的好奇心就像对太空一样。所以早在16世纪。不满足于在水上航行且科技相对发达的英国就已经开始了潜艇的研发。虽然在一些书面的记载上。英国有多个对潜艇的记载。但是没有直接的证据证明。当时描述的确实是潜艇。而世界第一艘真正意义上的潜艇是由荷兰人德列布什尔于1624年制造的。当时的潜艇是木质的。在木质的表面是带有动物油脂的皮革。这样能够做到防水的效果。而且当时的木质潜艇并没有发动机。是纯靠人力来推动的。在潜艇的两侧是12个船桨。12个人同时划动船桨。潜艇就启动了。这个潜艇的下潜深度在4米左右。

从此之后。各国都相继的开始了潜艇的研发。在29年后。法国的发明家发明出了一艘看起来灰常拉轰的潜艇。该潜艇仅仅是长度就超过了20米。但是。这只是“绣花枕头”中看不中用。因为它无法下水。

世界上真正意义上可以参加战斗的潜艇是在18世纪70年代的美国出现的。它是由美国耶鲁大学毕业生带维特·布什内尔在华盛顿将军的支持下成功研发出来的。名为“海龟号”。虽然海龟号被用作军事。但是它依然没有发动机。它的驱动靠的还是人力驱动螺旋桨。而且它内部的空气只能支撑人在里面待半个小时。不过当时的海龟号已经可以携带炸药了。

1801年。在拿破仑的支持下。爱尔兰裔的美国人罗伯特·富尔顿对“海龟号”进行了改良。为了支撑下潜的时间。在舱内加装了空气压缩设备。改良后的“鹦鹉螺号”潜艇已经能潜入水下约10米深。并且其携带的氧气足够人在水下待3个小时了。

到目前为止。一般潜艇的下潜深度在300米左右。核潜艇的下潜深度一般在500米左右。而这个深度几乎就是常规潜艇下潜深度的极限了。一旦超过了这个深度。潜艇就可能会被压扁。

▲上图为鹦鹉螺号

潜艇为什么会被压扁？

潜艇会被海水压扁的道理非常简单。因为海水的压力会随着深度的增加而增加。根据液体压强公式p＝密度×gh可以得出。在海水深度1000米时。海水的压强约为1030千克每立方米*10牛每千克（重力G）*1000=10.3千克力/c㎡。这就相当于是沉入该海水深度的物体每一平方厘米上就会受到10.3公斤物体所产生的重力压力。这是相当恐怖的数字。

而潜艇从整体上看就是一个由钢铁包裹住的一个空心的物体。在下潜时。潜艇的整个外表都受到海水的压力。而此时耐压壳在不变形的前提下能够承受的压力就是潜艇的下潜极限深度了。一般来说。潜艇的耐压壳的厚度大都在10公分以内。而原因就是太厚了不利于上浮。而在这种厚度下。潜艇想要不变形。下潜的深度也只能控制在500米以内了。再往下。潜艇一般变形就很可能有去无回。简单的说。就是一个空心的铁球和一个实心的铁球。虽然二者的外壳都是铁。按理说其能够承受压强的大小是相同的。但是实际上。空心的铁球由于铁的厚度比较薄。所以它显然不如实心铁球抗压。

从材质上看。抹香鲸是肉做的。而潜艇是钢铁制成的。显然后者的抗压能力更强。那么。为什么潜艇还不如抹香鲸下潜的深度深呢？原因有三。

01 抹香鲸下潜的准备工作

虽然抹香鲸能够深潜。但是它通常是待在1000米以内的海水深度内的。当要下潜很深的海水死。抹香鲸会浮出水面进行多次深呼吸。呼吸的次数是体内组织和血液中氧气的含量决定的。因为抹香鲸是哺乳动物。它们无法在水下呼吸。所以。在下潜前的氧气储备工作就变的尤为重要了。当抹香鲸把身体的各个部位充满氧气后。它就会慢慢的下潜。此时。身体的血液和组织中有氧气作为支撑。增加了它的抗压能力。

02 原生环境

早在距今约5000万年前。鲸类的祖先巴基斯坦古鲸就已经开始了海洋生活。到了现在鲸类已经在海洋中生存了几千万年了。经过这几千万年的适应。鲸鱼已经完全适应了海洋中的生活。其中就包括身体对深潜的适应。比如它们的肌肉变得更有韧性、体内充满了水分、肺部会随着下潜的深度越来越小、气管和支气管被骨骼包裹着等等。这些变化都减少了海水对身体的压力。也同时增加了自己身体的抗压能力。

03 深水生存

抹香鲸在潜入海下1000米深度后。能够在该深度停留1个小时左右。这就要得益于它强大的储存氧气的能力。根据科学的研究发现。抹香鲸的肌红蛋白贮氧能力是其它动物的5～6倍。这正是它每次下潜都需要深呼吸数次的原因。

抹香鲸虽然是肉做的。但是它已经在海洋中生活了上千万年了。它的身体结构、组织都是为了更好的在海洋中生存进化来的。所以。它要比空心的钢铁制成的潜艇能够抗压。简单的说。抹香鲸是“活物”。它能根据外界环境的变化随时的调整身体。而潜艇不过是“死物”。它只能被动的接受环境的改变。一旦环境改变超过了它自身的强度。就会损坏。

其他观点：

说鲸鱼可以潜水潜到几千米。有点夸张了。潜水界的冠军抹香鲸。最多也只能游到2200米的水下。而且也只能待两个小时。多了它也受不了。在深海里。它可以分泌出某种物质来保护自己的身体。

它的潜游深度比潜艇还是深一点。鲸鱼是肉做的。本身就有弹性。而且他内里不是空心的。是有脏六腑和肉的。身体受到压强压迫。身体可以进行调整。而潜艇只是一层很硬的外壳子。内部空间比较大。就是一空心的。

潜艇的里面和外面所受的压强不同。这种情况下。下潜的越深。压强差越大。潜艇就容易被挤压变形。而抹香鲸是可以调节的。但是潜艇那么硬。没办法随压强变化。只能硬生生的被挤压变形。

你如果扔一个实体东西下去。被压变形的情况就不会发生。或者说发生轻微的变形。这种轻微的变化。鲸鱼通过稍微改变身体就可以抵抗。但也是有限度的。他最多只能在水下2200米潜游。再深了它也不行。

有人觉得。人类也是实体的。为什么没下去多深就觉得胸闷耳鸣。因为人类长期在空气中。空气中的压强和水里的不同。海洋生物在水里呆惯了。已经适应了海水。你让他换个地方它还不适应。浅海的进不了深海。深海的也到了不浅海。因为这样会容易压强变化而死亡。人类和抹香鲸一样。都有一个适应的深度。

简单点说。人类制造太多东西都是模仿动物。也就是仿生。但也只是模仿。不能超越。野鸡可以飞。但只是飞一段就必须得落下来。蛋鸡长翅膀。但只能扑棱飞那么高。不能像真正的鸟儿一样展翅飞翔。都是长毛的。都有翅膀。鸡为啥就不行。潜艇就是鸡嘛。

其他观点：

抹香鲸作为深海中的霸主。它的下潜深度可以达到2000多米。是为数不多能够达到这个深度的海洋生物。一次下潜基本上也就只能够待2个小时。在这个期间内它可以通过分泌一些物质来保护自己的身体。不过潜艇与抹香鲸相比就没有这个能力。如果下潜到这么深的地方就要被压扁。这是为什么？其实这跟抹香鲸的身体结构有关。抹香鲸可以根据不同的下潜深度进行调节。而潜艇却不行。

抹香鲸的下潜深度要比潜艇深很多。这是因为它全身的肉是非常具有弹性的。同时它的躯体内部是由内脏等构成的。因此一旦在水中下潜的深度不同时它就可以进行相对应的调节。这样一来抹香鲸在水中下潜时也就更加容易一些。可是潜艇的外部是由一层很厚的铁皮组成。内部的空间很大。看起来非常的空。一旦下潜的深度过高。也就更加容易出现内外压力不平衡的情况。

当然目前的潜艇外壳厚度也在不断的增强。从而提高潜艇能够下潜的深度。例如美国的海狼级潜艇下潜的深度可以达到320米米左右。而俄罗斯的台风级外壳采用的是双层壳体。下潜的深度能够达到600米。虽然说潜艇的下潜深度在逐步提高。可是和能够下潜2000多米的抹香鲸相比。还是有不小差距的。

总得来说。虽然潜艇的设计是参考海洋生物进行研制的。不过它的结构并没有抹香鲸一样的完善。而且又受限于作战的需求。它能够下潜的深度目前也就达不到几千米。

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