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


深海的壓強很大,大約下降10米左右就要增加一個大氣壓的強度。對於在水下幾千米的魚類來說它們基本上是承受了幾百個大氣壓,這樣的大氣壓弱產生的力是很恐怖的,幾乎能夠把帶有空氣空腔的核潛艇給壓扁,那麼生活在這裡的魚類為什麼沒事?其實這個跟魚類特殊的構造是分不開關係的,它們經過不斷的演變骨骼都是比較薄的,同時在身體內是不存在空氣空腔的。

其實核潛艇在設計上也是以魚類作為模板進行製造的,核潛艇作為水下潛伏作戰的一類攻擊性武器,它總是出神入化的,使得敵人膽戰心驚。不過如果想要提高核潛艇的作戰能力,一方面是提高核潛艇搭載的武器作戰強度,另一方面就是提高核潛艇的下潛深度。目前美國的俄亥俄級戰略核潛艇是一款非常優秀的核潛艇,它搭載的武器有三叉戟1型號和三叉戟2型號,以及533MM的魚雷發射管,武器裝備上面確實很強勁。

不過它最厲害的還是下潛的深度,它要比其他國家的戰略核潛艇下降深度高出200多米,這對於戰略核潛的意義非常大。雖然說俄羅斯的北風之神戰略核潛艇在武器的搭載上也是很強的,不過俄亥俄級憑著下潛的深度就高它一籌。畢竟相對於攻擊核潛艇,戰略核潛艇講究的是能夠長時間的蹲守,在關鍵時刻給敵軍致命一擊,下潛的深度高也就佔據了很大優勢。

當然核潛艇現在的發展還是沒有達到魚類下潛的水平,核潛艇只能夠儘可能的提高自己下潛的深度,而魚類經過長時間的進化已經把自己的骨骼變得很薄,也非常容易彎曲。同時自己的生理組織也是充滿水分的,也就說明了魚的身體內是不存在有空氣的空腔的,這樣也就能夠下潛的更深。而核潛艇內部是存在空氣空腔的,因此核潛艇下潛深度有限也是正常現象。

水本身是很難壓縮的,而魚類通過自己的身體內部充滿水來進行相互的抵制,有點以毒攻毒的行為。人們曾經發現了位於馬裡亞納海溝8145米的軟體魚類,這種魚類的身體構造中水分的佔比更大,已經和淡水魚的形態大不相同。如果把它從深海中撈出,身體內部的細胞很快就會破裂,體內物質流出,有時候還會產生輕微的爆炸情況。

總得來說,核潛艇這類使用金屬的結構在水中的下潛深度是有一定界限的,因為裡面存在著大量的空氣空腔。而深海中的魚類,水分構成比例很大,能夠抵抗的住外界水壓,也就能夠在深海中生存。


霹靂火軍事


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兒來講,實際上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,體內不存在空氣空腔,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差別。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


首先必須糾正一點,深海壓力那麼大,金屬都能壓扁這句話是不嚴謹的!

所謂壓扁金的意思應該是例如未開封的易拉罐,直接扔進海里,隨著深度的增加,壓力逐間增大,最後易拉罐破裂。但是如果是已經打開過的易拉罐,或者說固體金屬就根本不存在被壓扁的可能。就算壓扁也只是壓縮了金屬內部的空間而已。

為了海底壓力如此大

為什麼隨著海洋深度的增加,壓力會越來越大呢?

其實海底壓力增大的原因是因為壓強隨著深度增大而增大,大概每10M增加一個大氣壓,而壓力等於壓強乘以物體單位面積,所以壓力在面積不變的前提下也會隨著深度增加而增大。

為什麼深海中的魚不怕這麼大壓力?

其實這個原因源自於這些魚類特殊的身體結構,首先是這些深海魚類的骨骼變得非常薄,而且容易彎曲;肌肉組織變得特別柔韌,纖維組織變得出奇的細密。

其次它們的魚皮組織變得僅僅是一層非常薄的層膜,它能使魚體內的生理組織充滿水分,保持體內外壓力的平衡。

所以這是環境影響的結果,因為陸地生物不需要忍受這麼大的壓力,所以自然不會進化出這種特殊的結構。


科學認識論


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


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


『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


下潛深海被不被壓扁主要是壓力差大不大,如果很大,那就會被壓扁,比如常規潛艇也只是在水深300米左右工作,核潛艇可以下潛的更深一些,而那些專門為下潛而打造的潛水艇就不一樣了,它可以下潛一萬米深,比如深海挑戰號、的裡雅斯特號等特製的潛航器。

(電影導演卡梅隆曾駕駛深海挑戰號下潛至深海一萬米)

潛艇下潛由於裡面還有人在工作著呢,裡面要維持一個大氣壓,但是隨著下潛的深度越來越深,內外的壓力差越來越大,在數值上大約是每下降10米增加一個大氣壓,所以在一萬米深處,那就是1000個大氣壓啊,內外壓力差1000個大氣壓,全是靠潛航器的金屬結構在硬抗著。

如果潛航器內部充滿了水,消除了這個壓力差,那麼潛艇不會被壓扁,只會出現些變形,所以,題目是不太嚴密的,金屬可以被壓的變形,但不能被壓扁,如果人暴露在深海處的話是可以被直接壓扁的。

那些魚兒為何沒事情呢?

是因為那些魚沒有魚皮,幾乎是透明的,特殊的生物構造使得它們能夠適應這種高壓環境,它們既然本就誕生在深海中,肯定不會覺得不舒坦,深海魚通體非常的柔韌,而且深海魚沒有魚泡,也沒有其它的空腔。

個人淺見,歡迎評論!


科幻船塢


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


答:因為在深海魚的體內,也保持著和體外相當的壓力,使得體內外壓力抵消,魚身體承受的力並不大。


在水中,水的壓力(物理術語叫壓強,水壓是俗稱)和深度有關,公式為p=ρgh,海水深度每增加10.3米,水壓就會增加一個大氣壓的壓力;於是在4000米的海底,水壓高達388個大氣壓(40Mpa),比火電廠超臨界機組的汽包壓力還高。

在北太平洋的馬裡亞納海溝,深度高達11034米,水壓接近1100個大氣壓,相當於在每平方米的面積上,承受1.1萬噸的重力,這足以把大理石壓碎(大理石的承壓極限約1000千克/平方釐米)。


但是在深海,人類同樣發現了各種生物,比如在8000米的深度上,科學家發現了20釐米長的深海魚;在馬裡亞納海溝深處,基本看不到大一點的生物,都是一些細小的蟲類或者微生物。

之所以深海魚能承受如此高的水壓,是因為它們的身體經過特殊進化,在體內包括每個細胞中,都充滿了和體外相當壓力的液體,使得它們體內外壓差並不大,所以不會被外部強大的水壓壓扁。


在人體內部,有著和一個大氣壓相當的壓力,如果人體沒有任何防護到了深海,就會被深海巨大的水壓把人體組織和細胞壓壞。

就好比一個充氣的氣球,氣球外部恆定是一個大氣壓,如果內部壓力不大,氣球材料完全能支撐內外的壓強差,如果內部壓力太大,氣球就會被撐破。

深海魚沒事,就是這樣的原理;由於深海魚體內壓強很高,所以深海魚也不能上浮到淺海區域,否則會被體內的壓強撐破身體,就好比患有高眼壓病的人不能去西藏一樣。


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艾伯史密斯


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!


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