科學探索菌

如果說世界上最高的山是喜馬拉雅山；那最深的溝就是——馬裡亞納海溝了！這個海溝位於北大西洋西部海床，是兩個板塊的俯衝帶，太平洋板塊在這裡俯衝到菲律賓板塊之下。

最高的山，有無數登山家成功登頂過；但是最深的溝，卻是很少有人能夠涉足。

馬裡亞納海溝的最深處為11034米。所以，馬裡亞納海溝在海平面以下的深度，遠遠超過了珠穆朗瑪峰的海拔高度！那麼問題就來了，在這麼深的水下面，到底是什麼樣的世界呢？待有書君一一道來！

一、水的狀態

有書君從小就學過，水的形態有三種：固態、液態、氣態！所以說，在一萬多米的海底，水自然而然肯定還是液態，因為水分子的結構還是及其的穩定的。

但千萬不要小看那裡的水，海水的壓強將達到1100個大氣壓，十分恐怖！那種恐怖是什麼概念呢？

舉個例子：如果一個人突然出現在那裡，那麼在一瞬間，就會被水壓的粉碎。就相當於在一個成年男子身上，每平方釐米都有一隻大象在上邊趴著！

其次，由於光線只能穿透海面200米左右的深度。所以在一萬多米深處的水中，那裡可是真正無窮無盡的黑暗。要想見到陽光的影子，得往上游十公里左右。可以說，那裡的黑才是真的黑。

二、水的溫度

在馬裡亞納海溝萬米水下，水的溫度基本穩定在3攝氏度左右，最低溫度也有1攝氏度，不會低於零度的。但水底就像陸地一樣，並不是所有的地方都是如此黑暗、寒冷。

有些地方會受到地熱和海底火山的影響，有地熱噴口的存在，就像地面的火山口一樣。在這些熱液噴口的周圍，水溫就會高達380℃左右。

海底火山的出現，帶來大量的硫化氫和硫酸鹽類。硫化細菌通過有機物合成，為沒有陽光的海底，帶來一片難得的深海生命綠洲。也海底生物賴以生存的能量獲取點。就像太陽一樣為海底生物提供著生命所需的能量。

綜上所述，在馬裡亞納海溝萬米深處，水仍然是液態水，就是溫差和氣壓有些大。其它方面與我們常見的海水並沒有多大差別。但有書君認為，在這個海底世界中，就像茫茫太空一樣，仍然還有太多太多我們未知的東西等待人類去探索。

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有書共讀

美國著名導演詹姆斯卡梅隆在2012年3月隻身一人潛入到馬裡亞納海溝10929米深處。這是人類歷史上第二次載人潛水器探底馬裡亞納海溝。在返回海面後，詹姆斯卡梅隆不無感慨的說：海溝極其荒涼，黑暗，這裡是地球上最像外星球的地方！

圖示：卡梅隆乘坐深海挑戰者號下潛馬裡亞納海溝

馬裡亞納海溝最深的地方是斐查茲海淵，深度為11034米，詹姆斯卡梅隆下潛的地方只比最深的地方淺105米。這算是已經非常接近海溝的最深點了。這裡的海水壓力相當於大約1100個大氣壓，然而這裡的海水仍然是液態的，溫度只有2℃。這裡是一個高壓，低溫、黑暗的世界。這裡並非大家想象的那樣高壓、和高溫並存。

圖示：馬裡亞納海溝

卡梅隆下潛的馬裡亞納海溝海底沒有海底火山和海底熱液噴口，因此海水的溫度很低。然而在一些極少數的海域，受到地熱的影響，海洋底部有熱液噴口的存在。在這些熱液噴口的周圍，水溫顆高達380℃。在正常的壓力下，水在100℃的時候就會沸騰。然而這裡是萬米深的海底，水壓是地球標準大氣壓的1000倍以上，因此即使是水溫早已遠超出了正常水的沸點，這裡的海水還是不會沸騰的。

海底的熱液噴口是海底生物賴以生存的能量獲取地點。它們就像太陽一樣為海底生物提供著生命所需的能量。

圖示：深海熱液噴口

因此，在馬裡亞納海溝深度1萬米的海洋底部，那裡雖然海水壓力極大，但是海水還是液態的；這裡終年見不到陽光，海水的溫度只有幾攝氏度。只有極少數受地熱影響的海洋底部，水溫可高達300℃以上，但由於海水壓力的影響，水還是液態的。

這就是我的觀點，歡迎大家點評！

兔斯基聊科學

馬裡亞納海溝可不止1萬米深啊，那是一個陸地上生存的同學們絕對想象不到的世界。

1萬米以下的水仍是液態，因為有人到達過，親自測試了

馬裡亞納海溝的最深處，名字是查林傑海淵。1995年，日本海洋科技中心“海溝號”無人潛水器對其進行了第一次完整的測量。由於深海中光波及無線電波均無法應用於通信，“海溝”號採用光纜通信。操作人員在母船上對“海溝”號進行操作。“海溝”號進行了試樣採集及拍攝等考察活動，最後將一塊書有“海溝”字樣的紀念碑樹立在海底。

至今為止，直到目前，全世界只有三位深海探險者（瑞士工程師Jacques Piccard、美國海軍上校 Don Walsh、大導演James Cameron），完成了這個看似不可能的史詩之旅：成功探底11000米深的最深海底。客觀的說，還不如登上月球的人類個數多。

深海的環境和溫度如何？

深海之所以讓人望而卻步，在於它巨大的水壓。陸地上的同學們，身上承受著1個大氣壓的壓力，相當於一平方釐米的面積上承受1.034公斤的壓力。馬裡亞納海溝最深的地方海水的壓力相當於1100個大氣壓。當你在馬裡亞納海溝底部行走時，你身上等於壓上了275000個人的重量。

而在馬裡亞納海溝永恆般黑暗而安靜的世界中，溫度只有2℃。對於人類來說，這裡不比地獄的環境舒服多少吧。

沸騰的海底也是存在的

當然，不是所有的海底都是如此高壓、黑暗、寒冷，是生命望而卻步的深淵。

受到地熱和海底火山等的影響，海洋底部有熱液噴口的存在。在這些熱液噴口的周圍，水溫顆高達380℃，這是一種特殊狀況，被稱為超臨界水。當海底溫度、壓強達到臨界點後(T≥374.3℃，P≥22.1MPa)，海水將處於特殊狀態，此時的液態水和水蒸氣將融合在一起，成為一道熱泉。

海底熱泉的出現，同時也帶來大量的硫化氫和硫酸鹽類。硫化細菌可以通過化學能進行有機物合成作用，為沒有陽光的海底，帶來一片對於海洋生物來說，難得的深海生命綠洲。

哥斯拉在哪裡？

按照生態學的觀點，一個完整的食物鏈中最重要的就是自養型生物，簡單的說就是綠色植物以及微生物群落等，它們可以通過日光能進行光合作用生成有機物，滿足自我生長繁殖的同時，順便提供免費的午餐給異養型生物。

深海這些都一無所有。當然對於只吃核輻射的哥斯拉等狂暴巨獸們，這都不是事，現不現身，就看它們的心情啦。但願人類好運吧！

貓先生內涵科普

馬裡亞納海溝是已知世界上最深的海洋深處，深度超過11000多米，人類目前有能力載人下潛到這個深度的只有美國一家，其他國家最多是使用無人潛水機器人，活人根本下不到這個深度，有能力搞深海研究的國家不超過十個，我國的深海研究載人潛水最大深度7000多米不到8000米，深海潛水機器人可以下潛到接近11000米。

馬裡亞納海溝的地理位置是在日本南邊，日本本土剛好在馬裡亞納海溝邊上不遠，與之相鄰，日本是一個地震多發的島國，為什麼日本地震多發，其實就是跟日本的地理位置有關，剛好在地殼板塊邊上，板塊活動導致產生地震，而馬裡亞納海溝和日本海溝相連緊挨這裡，日本的多發地震跟馬裡亞納海溝有一定的關係，這個平均深度超過6000米，最深深度超過11000多米的海溝讓日本寢食難安。

已知測量的數據來看，一萬一千米左右的地方大約擁有1100多個大氣壓，超出我們地表1000多倍，普通人造設備下去就直接被壓成鐵餅，但是在已知的條件下，人類在海底8000米左右的地方還發現了有海洋生物存在，這個發現讓人類徹底認識到了生命的頑強定義。

海洋深處超過1000米以下陽光的光線就會完全消失，剩下的就是無盡的黑暗和寒冷，距各國調查發現，海洋深處越深的地方海水就會越冷，馬裡亞納海溝海溝深處的海水水溫大概是2度左右，離形成冰點其實只有一步之遙而已，部分特殊的海底會有冰塊的存在，但是那些冰塊並不是普通海水，而是一些比較特殊的氣體在海底高壓低溫的環境下形成的固體。

目前在最深的馬裡亞納海溝海溝沒有發現海底溫度和壓力能使海水固化結冰的條件，馬裡亞納海溝深處仍然是液態的海水，這是水壓遠遠超過淺的地方，而且馬裡亞納海溝是地殼運動非常頻繁的地區，這個地區還有海底火山活動，所以會有不少的地方水溫會達到百度以上的高溫。

馬裡亞納海溝是世界上最深的海溝，也是目前世界上最神秘的地方之一，人類對海洋的瞭解是比較小的，在廣闊的海洋下面有太多我們未知的東西，人類目前的能力也只能瞭解海洋的皮毛，都說海洋是生命的搖籃的確沒錯，8300多米的海底還有一些小型魚類生存，不得不說在那種環境下能生存的生物就是奇蹟。

無法超越的足跡

馬裡亞納海溝最深處超過11000米，是世界上已知的最深的海洋最深處。海水和空氣不同，這麼深的海水，下面的海域壓力大的驚人，在最深處，甚至超過了1000個大氣壓。

而人類不借助設備，一般也就能下潛一百多米，再深入一點，會面臨諸多問題，最大的問題就在於身體不能正常供血，造成心臟衰竭、昏厥等情況。那麼，在這麼深的海水裡，如此高的壓強下，最深處的水還能以液態的形勢存在嗎？

化學知識告訴我們，隨著氣壓的升高，水的冰點會有所提升，也就是說，氣壓高到一定程度後，就算是零上好幾度，都可能結冰，所以，在超過1000個大氣壓的海底，我們有理由相信下面已經結冰。

實際上，馬裡亞納海溝裡的海水，並沒有結冰

1960年的時候，科學家們坐了特製的潛水器，終於下潛到了這片海域的最下端，這裡的氣壓高達1100個大氣壓，但是在下面並沒有發現什麼冰塊。對這一區域的海水測溫後，大家發現這裡的水溫在2度左右。也就是說，起碼在這次的探索中，我們並沒有在這片海域中發現冰塊。

如此深的海域，下面處於絕對黑暗的狀態，根本沒有任何光線能夠照下來。所以下面的海水得不到任何的溫度補充，幾乎永遠處於一片冰涼的狀態。但是兩度的水溫，為何能保證海水不結冰呢？按理說，這麼高的氣壓，很可能會結冰了。

韓國的科學家曾經對常溫下的水做過實驗，在1萬倍的氣壓之下，常溫下的水有了結冰的跡象。那麼，2度左右的水，確實是有可能結冰的。但是，別說在1960年沒發現，在後來的探索中，也從未發現下面有冰塊的存在。

為什麼會這樣呢？

原來，水在高氣壓下會結冰，但是像韓國的那個實驗，是用純水測試的，一旦在水裡融入一些雜質，結冰溫度也會受到改變。我們知道冬天下雪以後會撒鹽來融雪，就是因為氯化鈉易溶於水，而含鹽的水是不能結冰的。

相信大家也知道，海水裡面含有大量的鹽分，我們吃的鹽以前有很多都是從海上曬出來的。所以海水裡面含有大量的鹽，當然還有其他的金屬離子，最終就導致了，即便是氣壓很高，溫度很低，海水都不容易結冰。

其實，有部分海域的水溫，高達幾百攝氏度

這片海溝的形成，和大陸板塊撞擊有關，而因為這樣的撞擊，導致在這片海域中不斷髮生著強烈的火山噴發。

在靠近火山口的地方，因為熾熱的岩漿的作用，這裡的水域常年處於“燒開”的狀態，溫度達到可怕的300多度。所以，究竟下面的海水有多少度，這個問題是不好回答的，低的地方有兩度左右，高的地方有幾百度，那處於這兩者之間的海域，顯然溫度處於一箇中間的水平。

當然，我們對海底的探測，甚至還不如對月球的探測來的多，在那些為探測到的區域，究竟有沒有冰塊，這個誰也說不準。

小小嬴政

馬裡亞納海溝是目前所知地球上最深的海溝，其在海平面以下的深度遠遠超過珠穆朗瑪峰的海拔高度。全長2550千米，為弧形，平均寬70千米，大部分水深在6000米以上，最深處在斐查茲海淵，深度為11034米，是地球的最深的區域。

人類自古以來就對遙遠的太空以及深邃的海底充滿著各種疑惑，中國神話故事中的海底龍宮就是中國人對萬米深海下萬千世界的美好憧憬。

那麼，在1萬米深的馬裡亞納海溝真的別有洞天嗎？水的溫度是多少？如此深的水是液態的還是固態的呢？

也許你充滿著期待的眼神聽到一個個傳奇的故事，但現實中的答案可能會令你有些失望了，經實地勘察：1萬米下的馬裡亞納海溝彷彿就是個毫無生氣的地域，這裡的水溫度大概在2℃，而且和地球表層的水也沒什麼兩樣，同樣都是液態的。

按理說，遠離太陽光照射、沒有熱源的海底溫度應該能達到0℃及以下，這裡的水怎麼是液態的呢？下面，就跟我來一起“走進”11000米深馬裡亞納海溝，一探究竟吧！

原因一：11000米深的海底壓力巨大，但該壓力遠不夠使海水結冰

首先，水的冰點不是固定的。我們從物理課本得知：當水承受的壓力增大時冰點會上升，也就是說在正常情況下，水在零攝氏度以上本來是不會結冰的，但是當壓力增大後，可能要在零上1~2℃就結冰了。因為水中的分子都是無序排列的，當壓力變大時這部分分子由有序變無序排列，分子間隙變小使其結為冰，曾經有科學家就做過常溫下的水加壓至1萬個大氣壓使其結冰的試驗，這就是我們常聽說的高壓冷凍技術。

其次，既然高壓能使冰點上升，那接下來我們就來計算一下11000米深處的海水壓力有多大，能否使海水結冰呢！

我們知道，海水的密度大約為每立方米1030kg，按照壓力計算公式：海水的壓強=密度*重力系數*高度=1030kg/m3*9.8*11000=111034kPa，而一個標準大氣壓為101.325kPa，這樣算來約合1095個大氣壓，那麼11000米深海水處的壓強=海水壓強+大氣壓= 1095+1=1096 個大氣壓=1096KG/CM^2，也就是俗稱的1096公斤。顯然，對比科學家利用上萬個大氣壓的極端壓力使常溫的淡水結冰的實驗，這1000多個大氣壓顯然是不夠的。

但想象一下，假設將如此之重的壓力壓在人身上，人將會有什麼後果呢？

關於海水的壓力，我們舉個例子來描述一下：軍迷朋友們可能比較熟悉，美國的長尾鯊號核潛艇是曾經世界上最快和最安靜的潛艇，擁有所在年代最先進的武器系統，當然，這一切都是為了搜索和攻擊蘇聯潛艇。

然而，1964年4月10日，這艘號稱世界最強戰力的潛艇發生了意外，這一意外導致129名軍官全部喪生。出事後美國海軍立刻成立了事故調查委員會，進行了對該潛艇的大規模的水下搜索。最終，經過詳細的搜索，長尾鯊號的外殼在水深2600米的海底終於被找到，但令人費解的是這個身披幾十個釐米厚鋼板的潛艇被找到時已經碎成了6塊。

經多方排查最終發現，原來，長尾鯊號在執行任務中因故障導致失去了動力，無法上浮的潛艇在沒有動力推進的情況下只能向海洋深處下沉，下沉深度越深，潛艇外殼受到的壓力越大。最終，當下潛到400~600米的深處時，潛艇外殼終於不堪重負，被幾百個大氣壓的高壓海水壓碎，導致了事故的發生。

原因二：海水內含鹽度高，冰點下降

我們知道，淡水的結冰溫度一般在零度，而海水含鹽度很高（含鹽度大約在34.5‰左右），這種鹽度下的海水的冰點大約在-2℃，也就是說即使2℃的淡水在高壓下能結冰，但對於含鹽量高的海水就不一定了。

原因三：深處海水流動強烈，冰晶很難形成

即使達到-2℃，由於表面海水的密度和下層海水的密度不一，造成海水對流強烈，也大大妨礙了海冰的形成。此外，海洋受洋流、波浪、風暴和潮汐的影響很大，在溫度不太低的情況下，冰晶很難形成。

令人稱奇的海底探險經歷

其實，當我們在腦補萬米深海下的萬千世界時，著名導演卡梅隆和他的團隊早在2012年就曾一擲千金到馬裡亞納海溝探險了一圈。讓人感到驚訝的是海底一片死寂，沒有罕見的遠古生物遊蕩，也沒有古老的文明迸發光芒。不過欣慰的是，海底3小時的探險中，這個團隊帶回了68種生物，也算小有成就了。

活動合作方美國國家地理學會說，卡梅隆於約兩個小時潛至10929米深處，海溝的深處是永恆的黑暗，溫度只有幾攝氏度。此外，也有科學家表示，深海是一個高壓漆黑冰冷的世界，通常溫度在2攝氏度左右，極少數海底受地熱的影響水溫高達380攝氏度。

結論

綜上所訴，以目前的發現來說，1萬米深的海底水為液態水，除部分地殼活躍地區溫度高達380攝氏度以外，其餘地區溫度均在2攝氏度左右。

科學驛站

1萬米深海的水自然還是液態的水，不過也存在一些特殊狀態的水，可以說物質狀態處於液態和氣態之間，即超臨界狀態的水，溫度可以達到400℃以上。

深海處壓力十分大，但是液態的水由於性質比較穩定，海底的水壓也不能破壞液態水分子的排列方式，深海的水就保持液態。深海由於陽光無法達到，溫度很低，接近零度，由於海水和海底的摩擦，以及深層海水和表層海水之間的熱量傳遞，深海水接近卻不能到達零度。不管是從壓力還是溫度上說，1萬米深海的水還是液態。不過海底環境比較複雜，雖然整體溫度比較低，但是由於海底火山等的活躍，使得一些區域的海水溫度很高，由於海水壓力也很大，這些海水就成為超臨界狀態。

液、氣兩相呈平衡狀態的點叫臨界點，在臨界點時的溫度和壓力稱為臨界溫度和臨界壓力，海水的臨界溫度和臨界壓力分別為374℃和21.7MPa，1萬米海底壓力是超過了水的臨界壓力的，而海底存在很多板塊裂縫，每年都會吞噬很多海水，但是地球內部的溫度和壓力很高，海水會被加熱，可以輕易超過臨界溫度，最後又被擠壓噴出來，所以海洋的海水不會因為地球這樣吞噬而減少，同時這些水就因為壓力和溫度都到達了臨界點，這些水就成為了超臨界狀態。科學家曾經探測到自然界存在的溫度最高的超臨界水達到了400攝氏度以上。

超臨界狀態的水溶解性較強，也擁有更好的可壓縮性，所以現在發電機組都會用生產超臨界水來推動汽輪機發電，同時超臨界狀態的水溶解性很強，可以將地球內部的很多化學物質帶出，使得海底化學能細菌擁有充足的養分和熱量供應，所以科學家認為海底熱泉可能是地球生命起源的地方。

來看世界呀

馬裡亞納海溝是地球上最深的地方，深度達到11034米深，整體寬度大約70公里，最深的地方位於斐查茲海淵。

大導演卡梅隆曾拍攝一個紀錄片親自駕駛下潛器下潛到10929米深的海底，下潛了大約兩個小時之後在海底探測三個小時作用，海溝底部漆黑寒冷測得溫度大約是4攝氏度。不僅寒冷而且高壓，簡單計算一下每下降十米大約是一個大氣壓強，那麼馬裡亞納海溝底部的壓強達到1100個大氣壓大約是110Mpa。

陽光穿過海面最多也就作用到一二百米的深度，在這個層次有植物類可進行光合作用。繼續往下沒有陽光照射，溫度會越來越低。到達海底大約溫度是4攝氏度左右。如果海底有火山或者熱泉，那麼溫度就不一樣了，這裡的熱量來源就是地球給提供的了。

海底熱泉的出現會從地球內部帶上來大量的硫化氫和硫酸鹽類，硫化細菌可以通過化學能進行有機物合成作用，這樣在沒有陽光的海底，也有了類似於植物的生物鏈基礎。一些濾食性動物也有了食物來源。

科學黑洞

1萬米深海的水，壓力十分大，物質狀態處於液態和氣態之間，即超臨界狀態的水，溫度可以達到400℃以上。

馬里亞納海底的溫度是嚴重兩極分化的，因為在4℃低溫附近可能存在著300℃-400℃的海底熱泉，但總體而言，馬里亞海納海底是個又冷又黑的地方，在正常大氣壓下的液態水在100℃時，就會變成水蒸氣散發開來，而在1100個大氣壓的環境下，海底火山周圍的海水處於液態水和水蒸氣的混合狀態，海水會被加熱，可以輕易超過臨界溫度，變成超臨界狀態。

水在高氣壓下會結冰，但是馬裡亞納海溝的形成，和大陸板塊撞擊有關，而因為這樣的撞擊，導致在這片海域中不斷髮生著強烈的火山噴發。在靠近火山口的地方，因為熾熱的岩漿的作用，這裡的水域常年處於“燒開”的狀態，溫度達到可怕的400多度。

因此1萬米水深的溫度是多少，歸根於海域和地理位置，低的地方有兩度左右，高的地方有幾百度，那處於這兩者之間的海域，顯然溫度處於一箇中間的水平。

我要嚯冷水

馬裡亞納海溝是目前世界上已知最深的海溝，最深可達—11034米。那麼在那麼深的地方水還是液態嗎？當然，水當然是液態，即使在那麼深的地方壓力是那麼的強大，但是水分子的性質是及其的穩定的，液壓機就是利用的這個原理。

而在深一萬米多的海溝裡，可以想象得到，大氣壓是非常強大的。所以水的沸點是非常高的，不像在地面一樣水最高加熱到100就蒸發了，而在深一萬多米的海底，水的溫度則可以達到很大很大。所以說：在海底可以把東西煮的徹底熟透了。

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關鍵字: 科學 海溝 萬米