深海壓力那麼大,金屬都能壓扁,為什麼魚卻沒事?

乖乖我滴親孃舅


深海里水壓很大,每下降約10米就增加一個大氣壓的壓力,對於水下上千米的魚來講,實際上就承受了幾百來個大氣壓,這些壓強足以把具有空氣空腔的坦克和潛水艇壓扁,為什麼這些魚兒還能自由的游來游去?

根據達爾文的生物演化理論,自然選擇是演化的重要推動力,當深海魚類為了適應深海的環境條件,種群就會發生演化,具有有利變異的魚類就能夠在深海中存活,繁衍並遺傳給後代,這些演化要經歷很多代,有時會需要長達上百萬年的時間。

對於深海魚類,它們經過長期的演化,魚類的骨骼變的非常薄易彎曲,肌肉也進化的非常柔韌,同時,魚類體內的生理組織也充滿水分,沒有空氣空腔,這使得魚兒的體內與體外壓力平衡。

深海魚不光是體內生理結構的變化,外表與淺水魚也有明顯查邊。這是由於深海環境的黑暗,誰也看不見誰,於是深海魚類一般就放飛自我,有個性的隨便長。深海魚外貌都是醜出天際,這也算是自然進化的副作用吧。


量子實驗室


這其實是一個平衡的問題。

我們平常經常說,潛艇不能下淺的太深,因為太深可能就會被壓扁。但深海的魚卻完全沒有問題。

其實要維持一個結構的穩定,最重要的是平衡。

椅子之所以不會塌,是因為椅子腿能支撐你的體重。

潛艇、深海魚也是這樣,都要有一個受力的平衡。

但他們的平衡原理是不一樣的。潛艇在外受到海水的壓力,但內部的氣壓卻基本上是一到幾個大氣壓,這是為了保證船員的生存。這個時候,對抗壓力的重任就給了外殼,外殼必須要承受幾乎全部的壓力。

但魚就不一樣了,它的體內也都是高壓的狀態。它的血液、體液,都是非常高的壓力。這個壓力恰好與外界相同,這樣就不需要沉重的結構來防止被壓扁了。

水本身是非常難以壓縮的,所以魚實際上是靠水來抗壓的。有點以毒攻毒的意味。


章彥博


內外壓強相等?不存在的,內外壓強相等的前提是你要能夠承受住那麼大的壓強才行,上圖中左邊是1個大氣壓下的塑料杯,右邊是深海1500米也就是150個大氣壓下的塑料杯,很明顯深海1500米對於塑料杯來說,杯內和杯外都是一樣的壓強,因為它沒能承受住那麼大的壓強而被壓扁了。

我們能看到一些深海魚類,動輒生活在深海8000多米的深度,這裡相當於800多倍的大氣壓,相當於北京地鐵晚高峰13萬倍的壓強,換成是人類早被壓成肉泥了。

深海魚能抵抗那麼高的壓強是因為它們細胞的組成結構和淺水魚有很大區別。(1)科學家發現深海魚類細胞膜上鑲嵌的蛋白質體積更小,數量更多,從細胞構成上將結構變小,有利於對抗海水壓強。(2)深海魚細胞膜上的磷脂大多都由不飽和脂肪酸來構建的,磷脂的流動性會更高,更舒展,也有利於抵抗高壓環境。(3)魚鰾內的氣體容易受到水壓壓迫,所以深海魚體內沒有魚鰾。

(4)深海魚一般體態較為柔軟,避免了皮膚和海水對峙,也是對抗高壓的一種方式。

人類目前為止發現的最深的海洋生物是在2014年,位於馬裡亞納海溝8145米發現的一種軟體魚類。這類深海魚已經從細胞組成上和淺水魚有了巨大差異,如果將深海魚捕撈上岸,由於外部氣壓太小,細胞內的物質會滲出,深海魚很快就會死亡。


科學薛定諤的貓


『壓扁』這種物理形態上的變化與絕對壓力沒有直接關係,而是取決於壓力差和材料的抗形變能力。

空氣壓強的形成是大氣的重力造成的,深海的巨大壓力是海水的重力導致的。海拔越高的地方壓強越低,到海平面即為1個標準大氣壓。海中的壓強也是越深約大,由於海水的密度遠大於空氣,因此深海水中壓強可以變得非常大。

在岸上將空瓶子瓶蓋蓋緊,帶入10米水下,瓶子承受著兩倍於海平面的絕對壓力,發生形變,壓縮瓶中的空氣。

注意瓶子被『壓扁』的條件:

  • 1、瓶子密封,瓶子內部的壓力在瓶子形變前保持不變=一個標準大氣壓

  • 2、存在空腔,即瓶子內部不是水,而是空氣或其他氣體

  • 3、外部壓力(海水壓力)-內部壓力(形變前=一個標準大氣壓),即內外部壓力差>瓶子材料的扛形變最大壓力

不滿足以上條件就不會被壓扁,塑料袋已經在海洋最深處——馬裡亞納海溝被發現,在相當於1000倍以上的大氣壓強下,塑料本身並不會被壓縮,也不存在被『壓扁』一說,因為塑料沒有形成空腔,內外部壓力相同。

到生物身上,道理也同樣試用,人類潛水員可以下潛至超過200米的深度,在這個過程中最需要注意的幾個問題之一就是耳壓平衡

人類耳朵鼓膜內側也存在相對密閉的空腔,下潛過程直接連通外環境的鼓膜外側的壓力變換會讓人感覺很難受,需要不斷通過『捏鼻鼓氣』的動作向空腔中衝入更多空氣以平衡內外部壓力差,否則鼓膜就會穿孔。

深海生物早已經適應了這樣的環境,身體已經演化成沒有空腔的結構,身體組織結構的間隙裡都充滿了液體,身體內外壓力平衡,幾乎沒有壓力差,自然也不會被『壓扁』。\n

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和風


在海洋中,每下降10.3米增加一個大氣壓,馬裡亞納海溝底部可達到1000個大氣壓,足以將潛艇壓扁,但是那裡依然生活著不少的魚類。

金屬在海底也未必會被壓扁,有些沉船是因為破損進水,最後船體內外都是海水,每塊鋼板內外的壓力是比較均衡的,不會立馬壓扁,不過也會逐漸變形;反而是潛水艇那樣的密閉設備,如果潛的過深,內外壓力不平衡,超過鋼鐵能承受的極限後,潛水艇就是被壓扁。泰坦尼克號沉沒後,至今也沒有被壓扁,內部空間充滿水,成為了海洋生物的樂園。

深海的魚類與淺海的魚有很大的不同,首先它們體內沒有或者僅有很小的一部分空腔,這就使得它們不需要平衡空腔和海水的壓力;其次,深海一些魚類皮膚透水性較好,海水可以自由出入,生物體內無骨或者有比較薄、韌性比較好的骨頭,可以隨著海洋壓力的變化而改變形狀,自由進出的海水,在生物體內外都形成一定壓力,壓力均衡。

我們經常聽說的深海魚類拿出海面就會立即爆炸的說法並不準確,像擁有上述身體結構的魚類,體內沒有空氣空腔,並不會發生爆炸。對它們來說,血液中融氧因為氣壓降低的析出才是致命的,類似於潛水員過快的從深水處浮上睡眠患“減壓症”,造成組織的損傷。


來看世界呀


在海里潛水時,深度達到幾十米就會感覺耳膜痛,這是因為水裡壓力大。

我們都知道越往深處,水壓越大,要知道海底一萬米的地方,連一些金屬都能壓扁,為什麼魚類卻一點事沒有呢?

我們站在地球上,感受到的大氣壓等於是1標準大氣壓,如果進到海水裡面,每下降10.3米。就會增加1個大氣壓。

目前人類下潛過最深的地方,是11000米,由美國的海神號完成。中國的蛟龍號,也曾下潛到海底7062米。

要知道在海底超過6000米的地方,水壓相當於是北京地鐵最擁擠狀態的10萬倍。如果把人類放到海底一萬米,水壓的力量會瞬間把人壓成紙片,簡直是太恐怖了。

人類不通過潛水器,直接進入深海區域,會立馬耳膜破裂、肺部破碎,瞬間窒息。但是魚類卻一點事情沒有,這到底怎麼回事呢?

這是因為我們身體內部的壓力,和水壓之間存在壓力差。而魚類的身體主要是由水構成,它們完全是在海水裡面進行呼吸的,體內壓力和海水壓力相等。

從另一個角度來說,深海魚適應了深海的壓力,如果被打撈上來,因為壓強慢慢變小,也會內臟破裂而死。

例如咱們經常吃到的帶魚,每次打撈上來,都已經翹辮子了,就是因為壓力差的原因。


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深海壓力那麼大,金屬都能壓扁,為什麼魚卻沒事?

粗略估計可以認為每10M約增加一個大氣壓,那麼馬裡亞納海溝甚大1.1萬米,可以想象其水下壓力是有多大!但這裡要了解一個概念,就是開放式的和密閉空間的區別,比如你從海平面丟一個未開封的易拉罐可樂到大海里,在它下沉的過程中壓力逐漸增高超過易拉罐抗壓強度時就會破裂!但如果你丟一個喝完可樂的罐子下去,即使在馬裡亞納海溝的底部它也不會破裂!

海溝的形成示意圖,一般都在板塊交界處形成!當然魚類不會生存在深達11KM的水下(或者是我們尚未發現),但7-8KM的水下是確認有魚類存在的,它們沒有被壓扁完全是因為其體液壓力與外界水壓是平衡的,這和人類的飽和潛水有這異曲同工之妙!

潛水員在入水之前先在與水壓一致的區域停留一段時間,讓人體血液等體液裡溶解了相同壓力的氣體,然後再到水下工作時即可停留比較長的時間(潛水員呼吸的一般是氦氣+氧氣的混合氣體)!但有一個問題,魚類是不用回到水面的,但人類超過規定工作時間或者工作結束後就會回到水面!此時潛水員需要回到減壓艙經過長時間的減壓後才能回答一個大氣壓的水面!直接出水的話就會的減壓病,甚至危及生命!

因此在7-8KM深的水下的魚類,如果不加保護直接帶出水面的話,也會因為體液壓力過大撐破肌肉組織爆裂而死,所以並不是這些魚類有特殊功能,而是在逐漸的演化過程中它們適應高壓的環境,但卻不能自由出入高低壓環境,仍然是有著非常清晰的界限!當然很多魚類可以游到比較淺的水層,那是因為在其上下的過程中已經有了一個加壓與減壓的過程!

這是蛟龍號在7000左右的深度拍攝到的魚類

另一種深海採集的樣品

蛟龍號在深度7062米時,機械臂正在採集一隻乳白色的深海海參。

因此並非魚類在這個深度沒事,而是長期的演化讓它們適應了這個環境,但卻並非是抗壓能力,而是身體組織內外的平衡而已!


星辰大海路上的種花家


小時候自己在對自然科學普遍瞭解不深的時候也曾經考慮過這個問題。不過後來莫名其妙的就開竅了。現在我說一下自己的看法。

我們可以先假設一個例子。假如把一罐啤酒扔到海中加上配重任其沉入深海,那毫無疑問這個罐子在沉到一定的深度時會被海水的水壓壓爆。但假如把一個已經打開並喝完的啤酒罐扔到海中,任其自然下沉,結果還會一樣嗎?

說到這兒相信大家已經有點明白了吧。其實我們說深海壓力巨大,金屬都被壓扁是建立在內外壓強不均的一個前提下。假如一個密閉的裝置,其內外壓強不均,那這個裝置壁面就一定會受到壓強較高那一側的壓力,而一旦這個裝置處於敞開狀態,那隨著壓強的增大,內外壓強就會同時變化。這樣的話,只要組成物質能夠承受足夠的壓強,無論壓強怎麼變化,這個裝置都不至於變形。


那些深海的魚類由於從出生就一直生存在那裡,身體內部的壓強早已經和外界的壓強持平了。因此,雖說深海壓力巨大,但內外壓強平衡,魚類本身就不會受到傷害。當然,深海魚也只能在深海生活。一旦被強制帶到淺海甚至撈出水面,那基本無法存活了。因為水面壓強太小,身體內部巨大的壓力在短時間內無法釋放,可能會造成魚類體內出現氣泡、血管甚至眼球爆炸的慘狀!因此我們還是讓它們乖乖待在海底就好。

現在隨著技術的發展,深海探索也成為現實了。人們發現深海魚長得都很奇怪,歪歪扭扭齜牙咧嘴的啥樣兒的都有,可能以前因為沒人看所以就長得隨便了一點吧😂😂😂


張家小智兒


好多回答都已經回答的很棒了!

那就是:壓強平衡的問題

海水壓強如下:

10公尺/33英尺 2大氣壓

20公尺/66英尺 3大氣壓

30公尺/99英尺 4大氣壓

40公尺/132英尺 5大氣壓

.......

有就說,馬里亞納溝最深處為斐查茲海淵

其深度達11034m,由 壓力約為10.8萬噸每平方米。

這......

好萊塢導演卡梅隆到了海底,潛艇居然縮短了7釐米

na 生物是如何生存的?

最認可的說法是深海生物的肌肉和骨骼都非常特殊,

他們的骨骼基本上都非常薄,易彎曲,並且非常柔韌,

身體組織更是薄得只剩下層膜,這樣可以使體內的組織充滿水分,

從而保持體內外壓力的平衡。所以,生物的思路就是,不對抗,只適應。

但我還是要說幾點,

針對海水壓力對人的影響

特別是喜歡潛水和探險欲的人

潛水時壓力會將身體組織向體內空腔擠壓,

持續下潛將會感覺不適甚至疼痛

必須不斷增加空腔內的空氣以免不適

每下潛一公尺,就做一次壓力平衡

(捏鼻子閉嘴,做擤鼻涕動作鼓氣,將空氣輸送到耳朵和鼻腔)

還有重要一點:不要憋氣,保持正常呼吸


痛苦源自無知


存在即合理,深海魚既然可以生活在數千米的深海,承受上百的大氣壓,說明它們身體的構造肯定是和環境相符合的。



最重要的一點,深海環境中,深海魚的內外壓強相等或者相差不大。因為如果深海魚內外壓強相差過大,結果肯定是魚兒被壓扁!即便是坦克,在幾千米的深海中也會被壓扁。但是如果坦克裡面灌滿水,內外壓平衡,坦克就不會被壓扁。魚兒身體的強度肯定不如鋼鐵,所以內外壓差絕對不會太大。



其次,深海魚的肌肉和骨骼較為特殊,肌肉和骨骼變得十分柔軟彎曲,任性十足,能夠承受一定程度的內外壓力差。還有就是深海魚的細胞膜結構也和淺海魚不一樣,深海魚的細胞膜流動性更強,抵抗壓力性能更好。



總之,就是深海魚無論從結構和組織上,都是朝著抵抗壓力的方向發展。但是令人奇怪的是,不知道為什麼很多深海魚都長的奇醜無比,令人髮指。


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