為什麼抹香鯨潛水深度能達2000—3100米,潛艇只有幾百米?

閒雲孤鶴2275


這是個很有意思的問題。抹香鯨和潛艇屬於兩種完全不同的物體,但都擁有水下潛航的能力,而兩者比較起來能明顯感受到生物體和人造機械的區別。一個顯而易見的問題是,“實心”的物體承壓能力往往比“空心”物體更強。如果用建造核潛艇的材料去製造一個抹香鯨大小的實心球,那估計它在幾萬米水下都不會被壓壞——事實上,美國、中國、日本都曾經建造過潛航深度超過萬米的無人深潛器,而無人深潛器仍然算是“空心”物體。僅從這一點,就決定了兩者的潛深不可能相同。

作戰用途的潛艇體積遠大於抹香鯨,其長度往往是抹香鯨的數倍,最大甚至達到10倍以上,而噸位更達到了抹香鯨的20到200多倍,可以視為是一個龐大的“鋼鐵氣泡”。其實,潛艇能夠在幾百米深度潛航,本身已經是材料學高度發展的結果——如果是類似抹香鯨的肌肉、骨骼和脂肪組成如同潛艇一樣長几十米乃至上百米但內部“空心”的龐然大物,別說幾百米,幾十米的水深都能把這個大傢伙壓癟。

另外,相比於生物體,現代潛艇更像是一個移動的工作室,內部裝配有大量的電子設備、儀器和武器。雖然為潛艇設計的系統會考慮潛艇特殊的工作環境,但不可否認的是任何設備的環境適應性都是有限的,過大的潛航深度將不可避免地對一些設備的正常工作產生影響,從而影響潛艇的作戰效能乃至使潛艇難以正常工作。一艘沒有作戰能力的潛艇,設計出來也是沒有意義的,因此艇上設備對於潛深的影響同樣也是不容忽視的因素。


軍機圖


我們都知道,藍鯨是目前世界上最大的動物。一隻藍鯨平均身長20-30米,光一個肺就重達十噸,據說一口氣可以裝下1.5萬升的空氣,那麼,它們到底能潛入多深的海底呢?

雖然藍鯨肺活量厲害,但它們的潛水能力其實並不怎麼樣。通常,在水底下呆個十幾分鍾就已經是極限了。再加上,它們喜歡的小魚小蝦,在淺海就能吃個夠,因此,藍鯨一般就在水深200-500米的區域內生活。

大部分的鯨魚都和藍鯨一樣都愛生活在海水的上層,不過,有一種鯨魚卻能潛入幾千米的深海,它就是抹香鯨,抹香鯨可以說是鯨魚裡的頂級吃貨了,它們貪戀深海里的大烏賊的美味

常常潛到水下兩三千米的捕食它們,大王烏賊不僅好吃,分量還大,抹香鯨們只要捕到一隻大王烏賊,這一天就不會捱餓了。

抹香鯨之所以能潛的那麼深,和它那獨特的鼻子有很大的關係。在水底下,這個鼻子的又鼻孔會閉合,抹香鯨只靠著左鼻孔呼吸,這樣鼻孔的管道又能裝下很多的空氣,相當於,抹香鯨有了兩個肺。因此,抹香鯨就可以長時間呆在水裡,潛到深海盡情捕食獵物啦。


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抹香鯨是動物界公認的潛水之王,它的下潛深度可達2000~3000米,在大洋深處可以找到自己喜愛的食物,比如章魚、烏賊之類的軟體動物。

在海面下3000米深度的地方,這裡的海水壓力可達300個大氣壓,普通的核潛艇的最大下潛深度都在1000米以內,核潛艇如果下潛到3000米深的話早被海水壓扁了。而為什麼同樣是體積龐大的抹香鯨下潛到3000米卻能安然無恙?

首先抹香鯨身為哺乳動物,卻能擁有超長的水下憋氣時間,抹香鯨一般在水下活動的時間都超過1小時,在某些個體的深潛活動中甚至能達到2小時的憋氣時間。之所以抹香鯨能在水下憋氣這麼久,這要歸功於它特殊的身體構造。

從外形上看抹香鯨有個“高額頭”,巨大的塊狀頭部,其長度可以佔到整個鯨魚身體的四分之一到三分之一,強烈的不協調感給人一種頭重腳輕的感覺。碩大的腦袋中裝的不是複雜的大腦而是鯨脂以及龐大的呼吸道,這裡邊能夠儲存巨量的空氣,為抹香鯨水下長時間憋氣提供支持。

除此之外,抹香鯨鮮紅色的肌肉裡,也能儲存巨量的氧氣。抹香鯨的血液中比起陸上生物含有更高密度的紅細胞,那就意味著隨身配備有更大量攜帶著氧氣的血紅蛋白,同時強壯有力的巨大心臟又能保證將血液足量泵向大腦及其它重要器官,柔軟的胸腔結構允許肺部適當“塌陷”,通過減少代謝以保存氧氣。在深潛之前,抹香鯨會浮出水面呼吸大約8-10分鐘,待吸入足量氧氣後,就再次潛水。而且抹香鯨一次深呼吸可以換掉體內90%以上的氣體,這在陸生動物看來是幾乎是不可思議的,這也是為什麼抹香鯨身為哺乳動物,卻能長時間水下憋氣的原因。

至於為什麼抹香鯨為什麼能夠抵抗水下巨大的水壓,那是因為抹香鯨在水下潛到一定深度後內臟會受到巨大的擠壓,包括心臟肝臟肺等重要器官會被鯨魚體內分泌的流動的類似鯨脂的物質包裹保護起來避免強大的水壓將內臟壓壞。

正式獨特的身體構造造就了抹香鯨的過人的本領。


熊貓愛飛行


這個問題與內外壓強有關。

抹香鯨的本事很大,能下潛到2000多米的海洋深處捕捉大王酸漿魷。

如果允許潛艇內部充滿海水,潛艇也能下潛到2000米深處,並且一直沉到海底,多深都可以。

但現實情況是,潛艇內部要維持適合人類生存的大氣壓,不能有一絲海水灌入,其外殼必須抵抗海洋深處的強大水壓,所以是單向承壓的。

常規潛艇能下潛到300多米,核潛艇能下潛到6、700米,甚至1000多米,而深海潛航器可以下潛到7、8000米,甚至10000多米(這裡的水壓高達101MPa,即一平方釐米壓力高達1.025噸),其外殼都是使用特殊材料製成的。

而抹香鯨和潛艇不一樣,它的身體內部並非封閉空間,而是既有氣體,也有液體,身體全向承壓,內外壓力平衡,自然不會有事了。

與此相似,人類也生活在一個由大氣組成的海洋中,而且是在海底,這裡的壓強為一個標準大氣壓,但人體內外壓力平衡,也就不受大氣壓的影響。

但氣球就不一樣了,氣球從地面升到高空,因為高空大氣壓減小,氣球的體積會不斷膨脹,直到最後爆裂開來。

這就是為什麼抹香鯨能下潛到2000米,而潛艇卻很難做到的原因。


和風漫談


抹香鯨,地球最能潛水的哺乳動物。我們人類潛艇和抹香鯨在海洋中的下潛深度,唯一的硬傷就是如何抵抗深海的壓力。


我們人類的常規潛艇下潛深度都是200到300米,核潛艇可以在400以下,最深的核潛艇記錄是俄羅斯的阿庫拉攻擊型核潛艇,曾創造過最深潛到了1200米的記錄。


二抹香鯨隨便下潛都可以輕鬆達到1000多米,極限下可以達到2200米左右,相當於每地面22倍的標準氣壓,也就是每平方釐米220千克左右的壓力,這種壓力可以壓碎坦克。


抹香鯨之所以能夠下潛這麼深,是其特殊的身體構造和在水裡能夠內外平衡壓力。它的頭部異常巨大,差不多佔據整個身體四分之一。巨大的頭骨能夠很好的抵抗深海壓力保護頭部。同時,身體在進化過程中,逐漸形成了全向承受壓力的結構,體內的水分和氣體能夠起到很好的平衡外部內部壓力的作用。

而且抹香鯨巨的肺活量巨大,每次呼吸能夠替換身體百分之九十以上的氣體。這為長時間深潛做足了準備。而且抹香鯨特殊的身體在水下潛到一定深度,內臟感受到受到巨大的擠壓時,包括心臟肝臟肺等重要器官會被鯨魚體內分泌的流動的類似鯨脂的物質包裹保護起來避免強大的水壓將內臟壓壞。


而我們人類的潛艇由於內部是中空的,承壓工作全部都是潛艇外殼,不能做到內外壓力平衡,自然不能下潛很深。如果在潛艇上鑿個洞,讓海水進入,別說一千米,就算是最深的海底同樣是沒有任何問題,因為海水的進入使潛艇內外壓力一樣了,也就是平衡壓力。當然被鑿通的潛艇不能叫潛艇,叫做廢鐵。


良良引力波


潛艇內部沒有水,深海的海水對潛艇的壓力是因為內部外部壓力不一致導致的 假設把潛艇打了孔,水全部灌進去,那麼潛艇也就不存在壓力差了 深海動物,體內細胞含水量非常大,細化到細胞也是一樣的,所以不存在內外壓力差。你把啤酒瓶蓋打開扔海里,沉到海底瓶子也不會破。



告訴你為什麼,因為抹香鯨是大自然創造的,潛艇是人類創造的,造物主不是一個級別的!


胡聽天HugelerpkRos


抹香鯨 趁大海不注意 都能下淺到8000米。



憨孩紙i


潛艇只能潛幾百米深???你想表達什麼???潛艇只能潛幾百米深???幾百米???那蛟龍號潛到九千多米深的海地是做夢夢到的???軍用核潛艇如果只能潛幾百米深那還叫潛艇嗎???


我絕對神評論


反問下為什麼不可以呢,其實潛艇也可以的。只是你們造不出來想不到方法。發工資我來參加方案。


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