說到人類的“未知區(qū)域”,很多人第一時間都會想到太空。然而就在地球上就有一片區(qū)域人類對其知之甚少,那就是深海。
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(海洋深處對人類來說也是未知區(qū)域)
目前人類對于海洋的探索極為有限,截止至2024年,人類僅僅是對全球20%海域的海底地形進(jìn)行了精度小于100米的測繪。
并且這些測繪的海底地形基本都限制在大陸架和淺海區(qū)域,其海水深度往往不到2000米。
2000米以上深度的海域被視為“深海海域”,目前人類對于深海海域的海底地形測繪面積僅有不到5%。
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(人類對深海區(qū)的域測繪面積未達(dá)5%)
可以說海洋雖然和人類朝夕相處,但深海海域?qū)θ祟惗砸矊儆谖粗獏^(qū)域。
空間站和潛艇,哪個破損更可怕?
對于深海區(qū)域,有科學(xué)家坦言深海比太空還可怕。
對于這個觀點有一個很反常識的事情,那就是潛艇破損和太空空間站破損,哪個更致命?
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(空間站出事故要比潛艇出事故安全很多)
絕大多數(shù)普通人都會認(rèn)為太空空間站的破損更加致命,畢竟很多人的潛意識里會認(rèn)為太空環(huán)境比地球上的環(huán)境更危險。
但實際上潛艇破損遠(yuǎn)比太空空間站破損更致命,因為太空空間站內(nèi)部只有1個大氣壓,但是深海海域有數(shù)百個乃至是上千個大氣壓。
在地面環(huán)境中,空氣(流體)會對物體產(chǎn)生巨大的壓力,這個壓力就是“大氣壓”。海水作為和空氣類似的流體,自然也會產(chǎn)生“大氣壓”。
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(空氣對物體表面施加了巨大壓力)
0米海拔的1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為101.325千帕,在海洋中,我們忽視掉海水鹽度、溫度變化等干擾因素,物體在海洋中每下潛10米,就要多承受1個大氣壓。
在10米深度的海域,物體需要承受2個大氣壓。在100米深度海域,物體需要承受11個大氣壓。在1000米深度海域,物體需要承受101個大氣壓。在1萬米深度海域,物體需要承受1001個大氣壓。
相比較之下,在太空中的空間站,其內(nèi)部空氣向外擠壓,實際上只有1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,空間站承受的壓力遠(yuǎn)不如潛艇。
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那么大氣壓的力量有多強(qiáng)呢?
對于這個問題,1654年時神圣羅馬帝國的馬德堡市市長曾進(jìn)行過一個“馬德堡半球?qū)嶒灐薄?/p>
他先準(zhǔn)備了兩個完全密合的半邊金屬圓球,又合在一起并將金屬球抽成真空。
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(還原馬德堡半球?qū)嶒灒?/p>
這個金屬球內(nèi)部變成真空后,金屬球就從外向內(nèi)承受了一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。因為大氣壓的存在,這兩個半球被空氣緊緊壓在了一起,難以分開。
為了將這兩個半球拉開,馬德堡市市長在兩個半球的兩邊各自用了8匹馬,共16匹馬拉扯這個半球。只聽見“嘭”得一聲巨響,足足16匹馬才將一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓影響下的真空球拉開。
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(馬德堡半球?qū)嶒炗昧?6匹馬)
可見一個大氣壓就能讓物體承受巨大的力量了,隨著海水深度的提升,潛艇外殼承受的大氣壓逐漸增強(qiáng),其承受的力量也會更加恐怖。
空間站和潛艇事故
像目前的國際空間站已經(jīng)出現(xiàn)過很多次破損、穿孔的事故了,甚至還有宇航員人為破壞空間站的事情。
比如說2018年時,美國女航天員塞麗娜·奧尼翁-錢塞勒為了盡快結(jié)束任務(wù)回家,用鉆頭在國際空間站的俄羅斯段MS-09飛船側(cè)艙上鉆了一個1.5毫米的小孔。
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(美國女航天員塞麗娜·奧尼翁-錢塞勒)
這個小孔導(dǎo)致了國際空間站的持續(xù)漏氣。但是這個情況也并沒有造成不可挽回的后果,空間站中的宇航員用密封劑堵住了這個洞。
相較于空間站面臨的事故,潛艇如果面臨相關(guān)事故那基本上都得沉沒。
現(xiàn)有的軍用潛艇潛航深度基本都在300米到500米,除開專業(yè)的“實驗潛艇”,民用潛艇的潛航深度基本在幾十米到上百米。
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(軍用潛艇最大潛航深度一般為300~500米)
潛艇能潛航的最大深度,就是依靠其能承受住的大氣壓算出來的。
如果潛艇執(zhí)意的突破最大潛航深度,潛艇外殼就會因為承受不了大氣壓,然后直接被壓扁。
在海洋中存在一種叫“海底斷崖”的現(xiàn)象,它指的是海水因為鹽度、溫度等變化,海水密度、浮力會出現(xiàn)劇烈變化。潛艇在遇到“海底斷崖”后就會失控,會以極快的速度提升下潛深度。
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(海底斷崖會導(dǎo)致海水密度、浮力出現(xiàn)劇烈變化)
隨之而來的,就是其面臨的海水“大氣壓強(qiáng)”快速增強(qiáng)。
比如說美國的“長尾鯊”號核潛艇在1963年4月10日進(jìn)行300米水深潛航測試中,就遇到了海底斷崖。
這艘潛艇以每分鐘90米的速度快速增加潛航深度,很快就抵達(dá)了400米的最大潛航深度。
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到最后“長尾鯊”號核潛艇被海水壓強(qiáng)直接壓扁,整個潛艇被壓扁成了6塊,沉沒在了2560米深的海底,潛艇內(nèi)部129名船員也無人生還。
人為什么沒有被大氣壓壓扁?
看到這大家可能會好奇,在馬德堡半球?qū)嶒炛校?個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓就能壓得空心圓球需要16匹馬才能拉開,為什么我們?nèi)藳]有被這一個1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓壓扁?
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(強(qiáng)大的大氣壓強(qiáng))
這背后的主要原因,是人體的細(xì)胞內(nèi)部有細(xì)胞液,胸腔中有空氣,內(nèi)外壓力形成了平衡。
同理,深海中的生物,其內(nèi)部壓力和數(shù)千米深度的海水達(dá)成了平衡,其體內(nèi)有幾十乃至是數(shù)百個“大氣壓”。
在海上釣過深海魚的朋友,就會知道深海中的魚被釣上來后,它的眼球會凸出來,肚子里的內(nèi)臟也會被壓力擠出來。
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(眼球凸出,吐出內(nèi)臟的深海魚)
如果要放生這條生海魚,還要用刀子在其腹部戳一個洞給它放氣。
此外在一些特別深的海洋深處,比如說8000米深度的深海中依舊存在著魚類。
這些魚的身體是由組織液和超柔軟的“肉”組成的,可以說是一張皮包著一團(tuán)水。
其身體內(nèi)外都是水,也就達(dá)到了體內(nèi)、體外的壓強(qiáng)平衡。
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(數(shù)千米海水深度的深海魚)
不過隨之而來的,是這種深海魚一旦被撈到海面上,會直接融化成一灘水。
信息來源: 【1】科學(xué)大觀園雜志·《已知海洋最深處的魚長什么樣?它在8336米處被拍到,還能在更深地方找到魚嗎?》 【2】澎湃新聞·《美國女航天員心理崩潰扎漏國際空間站?》 【3】澎湃新聞·《科學(xué)實驗丨八匹馬都拉不開的馬德堡半球,在家輕松實現(xiàn)》
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