「潜艇」为何鲸鱼能够下潜到海底几千米,而人类钢铁做的潜艇只能下潜千米
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【「潜艇」为何鲸鱼能够下潜到海底几千米,而人类钢铁做的潜艇只能下潜千米】
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人类经过几百万年的发展 , 从远古的类人猿一直进化到现代人类 , 从不断适应环境 , 到现在似乎能够改变环境 , 让环境来适应我们 , 好像人类已经成为了地球霸主 , 在地球上可以为所欲为 。 但是 , 其实人类在自然面前还是非常弱小 。 很多如地震、火山爆发、台风等自然灾害人类无法阻挡以外 , 很多地方人类都无法踏足 , 而那些地方 , 却有可能有生物生存 , 比如说深海 。
深海是人类现在很难到达的地方 , 人类对海底的了解可能还不如月球 , 而制约着人类的就是海底的巨大压力 。 目前人类的潜艇一般能够到达的海底深度 , 都在300-400米左右 , 最高纪录也才一千多米 。 而身为海洋霸主的抹香鲸 , 最高的深度能够下潜到海面以下两千米左右 , 难道抹香鲸的肉身比钢铁还坚硬吗?很显然事实并非如此 。
首先我们从潜艇和鲸鱼的构成来说 。
一般来说 , 制约潜艇下潜的因素主要和制作材料和焊接工艺有关 。 潜艇的材料主要作用就是扛住海底超高的压强 。 潜艇下降得越深 , 所要承受的压力就越大 。 一般每下潜十米 , 就会额外承受一个大气压强 , 所以当潜艇下降到1000米左右时 , 大概就需要承受100个大气压强 , 相当于每平方米需要承受100吨的总量 。 在这么大的压力之下 , 如果潜艇材料超过了它的承受极限 , 那么潜艇就会被压扁 。
而焊接工艺就是保持潜艇的密闭性 , 保证潜艇内外的压强差在可控范围之内 。 焊接点都是最为脆弱的地方 , 如果焊接工艺不够好 , 焊接点在海底巨大的压力下会首先崩溃 , 随后潜艇还是会被压扁 。 目前人类最好的材料大概是钛合金材料 , 而且焊接工艺也能做到无缝焊接 , 但是在海底压力下 , 一点点小小的弱点都会被无限放大 , 所以 , 目前不论是在材料还是在焊接工艺方面 , 还是有一定限制 。
而鲸鱼虽然是肉做的 , 但是在海里已经生活了上万年的鲸 , 它的身体器官已经发生了很大的变化 , 已经能够完全适应海洋生活 。
首先鲸的骨骼变得很薄 , 而且很容易弯曲 , 肌肉也变得韧性十足 , 纤维组织非常细密 。 当鲸潜下深海时 , 它的各种骨骼可以收缩 , 并且随着潜水深度的增加 , 它的肺会变小 , 之后体外强大的肌肉和骨骼能够保护内脏 , 同时鲸的表皮组织有一层薄膜 , 能够保持体内器官充满水分 , 这样一来 , 鲸的体内外的压力能够保持平衡 , 身体就不需要抵抗太大的压力 。
所以从身体构成方面来说 , 潜艇是选择硬抗海底的压力 , 而鲸鱼则是采用的巧劲 。
再从潜艇和鲸鱼的结构来说 。
由于潜艇内部必须安装各种设备以及还要有人乘坐 , 所以潜艇的内部就会留下很大的空间 , 而且设计潜艇时 , 还必须考虑潜艇驾驶员的能够在里面正常生活 , 这就会导致潜艇的内部和外部的压强差很大 , 所以潜艇表面承受的压力相对来说会大很多 。
而鲸鱼的身体器官分布的比较紧密 , 而且鲸鱼在深入海底之前 , 就会在体内吸满水 , 这些水会在鲸潜入深海时 , 保证体内和海底的外部环境的压强基本保持一致 , 这样压强差就会极小 , 也能承受更大的压力 。
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