世界上最深的海溝海水是不是液態的?會不會出現高溫高壓的現象?

敏兒聽見


我們都知道一般情況下水有3種形態,液態、固態和氣態,並且水的形態不是一成不變的,而是在一定的溫度和壓力條件下會相互轉換,人們把水從一種相轉變為另一種相的過程稱之為水的相變。

而本題題主的意思就是想知道馬里亞拉海溝最深處的水壓和溫度是多少,以及在這樣的壓力環境下水會不會出現超臨界狀態。下面,我們先來對位於北太平洋西部這個世界上最深的海溝做一下簡要的瞭解。

前面我們講到了馬裡亞納海溝的最深處位於斐查茲海淵,其海拔高度為深度可達-11034米,如果將海拔高達8848米的珠穆朗瑪峰搬入此處,基本上還差約2186米才能與海平面持平。

根據水的壓強公式(P=ρgh,深海海水密度取值為1070kg/m³)可以計算出海溝最深處的壓強P=1070*9.8*11034=115702524帕/平方米,其壓力相當於約1142個標準大氣壓。

雖然水是世界上最柔軟的物質之一,但其密度相對來說還是很緻密的,據科學實驗表明,水溫在4攝氏度時的密度最高,且在密閉的容器中對水施加壓力,水的沸點就會提高水,當水處在高溫高壓(t=374.3℃,p=22.05MPa以上)的條件時,水的液態密度與水蒸氣的密度一樣,這個時候水會達到超臨界狀態。

但是,海洋並非是一個密閉的容器,各海區甚至包括垂直深度的海水時時刻刻都在進行著密度和熱量的交換,形成海水密度流和海水熱傳導,即密度大的海水會流向密度小的海水、高溫區的海水向低溫區傳輸。

因此可以肯定的是,即使在深海海底有著高達上千個標準大氣壓的壓力,但海底的水相併未發生改變,仍然是液態水,且太陽光紅、橙等波長較長的光線不斷被海水和海里的生物所吸收,在海洋中深度約為4000~6000米的以下區域為無光帶,這裡可以說是一個極為幽暗的世界。

實際上,早在2012年3月加拿大電影導演詹姆斯‧卡梅隆就乘坐自己設計的潛艇“深海挑戰者號”成功下潛到了距離海面10898.43米的深處,他也因此成為征服馬裡亞納海溝第一人。據他此行的記錄顯示,此處是永恆黑暗且溫度只有幾攝氏度。

馬裡亞納海溝是由於太平洋板塊與亞歐板塊相互碰撞所形成的,因此這一帶海溝底部多火山和熔岩活動,每當有火山活動時,這一帶海底的水溫相對都較高,最高時可達近400度,而且由於火山噴發所帶出的豐富營養物質,這也給白色盲蝦等深海中的生物提供了餌料。

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