為什麼抹香鯨可以潛水一千米到兩千米,而潛水艇就三百米左右就不行了,有什麼區別?

好看是要用心去體會


抹香鯨(Physeter macrocephalus)是動物世界中最著名的深潛運動員,它們能夠一口氣潛入1000米以下的深海,而抹香鯨深潛記錄是2250米。

圖注:海生生物潛水深度比較,圖片來自網絡


看看抹香鯨再看看我們用鋼鐵製造的潛艇,這些集人類科技於一身的潛水器下潛深度往往只有300米,為什麼呢?

圖注:美國弗吉尼亞級核潛艇,圖片來自網絡



先看抹香鯨有什麼潛水絕招:

抹香鯨每次潛水需要兩個多小時,所以要儲備足夠量的氧氣。抹香鯨每次呼吸能夠換掉體內90%的氧氣,除了肺部,抹香鯨的呼吸道甚至是肌肉都能夠儲存氧氣用於潛水後的呼吸。

圖注:生活在海洋之中的抹香鯨,圖片來自網絡


在解決了呼吸之後,就是面對海底巨大的壓力,要知道2000米之下的深海,每平方釐米就要承受200公斤以上的壓力。隨著下潛,海水的壓力不斷變大,抹香鯨的身體也會在壓力之下變形,變得更小。在抹香鯨的身體之內有一種類似鯨脂的流體物質,它能夠將體內的器官包裹起來,避免在壓力下不斷變相的身體損傷內臟。

抹香鯨深潛時,它的新陳代謝速率也會不斷降低,如此減少對氧氣的消耗,並且能夠對抗深海的低溫。

說完了抹香鯨,再來看看潛水艇:

常見的軍用潛艇,比如核動力潛艇,其儘管安裝了耐壓艇殼,但是外殼無法在壓力之下自由變形,因為潛艇內部有各種儀器,各種設備,每一寸空間都是經過科學的設置設計的,所以其內部體積是固定的。在這樣的前提之下,潛艇能夠達到的最深深度就是其艇殼在安全範圍之內能夠承受的最大壓強,通常是在300、400米左右。

圖注:印度“殲擊者”號潛艇的內部結構,圖片來自網絡

圖注:英國核潛艇的內部,圖片來自網絡

當然啦,我們這裡所討論的潛艇是常見的軍用潛艇,人類製造的深海潛艇和探測器下潛的深度可是大大超過抹香鯨的,比如我國研製的蛟龍號載人潛水器的下潛深度就可以達到7000米,一些深海探測器更是能夠達到10000米的下潛深度。

圖注:中國的“蛟龍”號載人潛水器,圖片來自網絡

抹香鯨與潛艇最大的區別就是:抹香鯨是動物,身體能夠根據下潛的深度發生變化;潛艇是製造物,在設計階段就已經根據用途確定了下潛深度範圍。




古生物探索


鯨魚是軟的,並且體內充氣器官可以排氣變成“實心”;潛艇“硬”且是“空心”的,內部有人,不可能排完所有氣體,氣體壓力也不能太大,不能抵抗深海海水壓力。

鯨魚是少有的以肺呼吸的海洋生物之一,由於體型龐大,肺部也是很大的,它們通常一次呼吸可以在水下撐15分鐘,有極少數可以撐50分鐘。生物組織的好處是本身就是含有大量水的,且生物膜能夠透水,在深海中就算壓力再強也無法壓裂,就像水母那東西,那就是一泡子水,水壓水能壓出個什麼結果。鯨魚體內也有一些骨骼、器官內有空腔,如果沒有特殊的能力,也一樣會被擠爆,不過鯨魚可以通過排掉一些氣體或者通過收縮肺部的方式提高體內氣體的壓力與海水壓力對抗,使得有些鯨魚可以潛到2000米左右的深海。

潛艇是水下載人的工具,這個特點就使得潛艇必須是空心的,依靠配重等使潛艇上浮或者下沉。空心的潛艇內部氣體壓力如果能夠和深海一樣,那潛艇內外的壓力也是均衡的,就像灌滿水的沉船一樣,並不會被壓扁,但問題是要載人,人最適宜的大氣壓力就是地球表面,稍微大一些也可以,無器具潛水曾有人到達100多米深的地方,氣壓再大的話人也會呼吸困難造成危險,於是就變成了接近海面的氣壓和鐵殼子支撐海水壓力,大型潛艇很少能潛超過500米的 。

舉個簡單的例子,空易拉罐瓶子就算裡邊有氣、封起來也會較容易壓扁,因為氣體容易被壓縮,而裝滿水的密封易拉罐就比較難擠扁了。這也是為什麼無人探測深海海底容易辦到,而能做到載人潛入深海的國家就三兩個,且深海潛艇都是殼子比較厚、體積又很小的。


來看世界呀


真正的原因我不清楚,但我想這就是人類為什麼,一直在探索深海的原因,海底世界又稱內太空,不只有比人類還巨大的生物,也有小到要用數十倍放大才看得到的生物,人類的科技要突破的,除了動力能源的問題,還有壓力空間的控制,畢竟裡面要搭載人與裝備!


oris阿修


因為鯨魚要潛下去吃烏賊,不吃就死了。

潛艇下潛為了隱藏蹤跡,99%情況下潛10米跟潛10000米沒啥區別。

潛300米是比較合理深度,'綜合費用能力技術材料等。

就像四座轎車能滿足大部分需要了,不用每家買輛公交車


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