迄今為止,人類所探測到的海洋最深處,是位于馬里亞納海溝的斐查茲海淵,其低于海平面11034米,如果將海拔最高的珠穆朗瑪峰放在這里,也會(huì)完全沉沒,峰尖都不能露出海面。在海洋之中,壓力將會(huì)隨著深度的增加而加大
在1960年的時(shí)候,瑞士深海探險(xiǎn)家雅克·皮卡爾與美國海軍中尉多恩·沃爾什,駕駛了"的里雅斯特"號(hào)深海潛水器,實(shí)現(xiàn)了人類首次下潛到馬里亞納海溝底部進(jìn)行科學(xué)考察。
2012年,美國好萊塢著名導(dǎo)演詹姆斯卡梅隆乘坐特制的潛水器潛到了馬里亞納海溝大約10800多米的地方呆了兩三個(gè)小時(shí),潛水器就被強(qiáng)大的壓力壓得開始出現(xiàn)故障,不得不提前結(jié)束任務(wù)浮上水面。
根據(jù)物體在水中受到的浮力公式:F浮=ρ水*g*v排,其中ρ水是水的密度,g為重力加速度,v排為物體在水中排出水的體積,當(dāng)沉沒時(shí)等于物體的體積。我們假設(shè)海水的密度上下是均勻的,那么對(duì)比玻璃球受到的重力:F重=m*g=ρ球*v球*g。
因此當(dāng)玻璃球浸沒在海水中時(shí),由于排出的水的體積與玻璃球的體積相等,而玻璃球的密度ρ球是始終大于海水的密度ρ水的,因此玻璃球所受到的重力會(huì)一直大于所受到的浮力,玻璃球就會(huì)一直往下沉,直至到達(dá)海底。
由于是實(shí)心,在深入海底之后,由于是球形,其受到各個(gè)方向的海水壓力幾乎是均勻的(上、下嚴(yán)格意義上來說受到的壓力略有差異,取絕于玻璃球的直徑,但這個(gè)壓力差太過微小,可以忽略不計(jì)),那么也就是說玻璃球各個(gè)方向上受到的壓力基本上是平衡的。
另外,玻璃球內(nèi)部分子之間也會(huì)存在一定的斥力,對(duì)外表現(xiàn)出對(duì)壓應(yīng)力,在一定程度上阻止了被壓變形的趨勢。在海水壓力、內(nèi)部壓應(yīng)力的共同作用下,玻璃球本身的體積會(huì)發(fā)生一定程度的縮小,可能直徑會(huì)縮短個(gè)幾十微米
我們?cè)诳吹胶5椎漠嬅鏁r(shí),有時(shí)會(huì)驚詫于那里還存在著一些軟體動(dòng)物甚至魚類,在如此大的壓力下它們?yōu)楹芜€能生活,這主要是由于它們特殊的生理結(jié)構(gòu),使得其內(nèi)部臟器所受的壓力,與外部體表所受到的壓力相同,也就是內(nèi)外有效“連通了”,同時(shí)它們的肌肉或者骨骼的柔韌性都非常強(qiáng),保障了它們具有非常強(qiáng)勁的抗壓性能。
在這種情況下,深海魚類或者其它軟體動(dòng)物如果被打撈出海面,那么由于它們體內(nèi)的巨大壓力,在短時(shí)間內(nèi)沒有有效降低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部的氣壓,因此會(huì)發(fā)生明顯的膨脹現(xiàn)象,內(nèi)臟的多種器官就會(huì)因膨脹和擠壓而發(fā)生損傷,這些動(dòng)物短時(shí)間內(nèi)就會(huì)死亡,即使給它們放在海水里也不能恢復(fù)了。
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