抹香鲸的食物就主要分布在1000-2000米的深海,对于抹香鲸来讲这个深度的海域食物充沛还安全,很适合自己生存。
尽管这里水压大,但是亿万年的演化,它们的身体结构、生活习惯已经适应了这里的环境。

1955年,在葡萄牙首都里斯本附近海域的2200米水深处,发现被电缆缠绕而窒死的抹香鲸,这是迄今为止哺乳动物潜水最深的记录。

所以鲸鱼并不能潜入万米深海底,目前已知最深2200米。大部分的鲸鱼只能潜入500米的水下,在鲸鱼里抹香鲸下潜深度最深,通常也仅仅在1000-2000米这个范围内!

鲸鱼下潜最深多少米(鲸鱼潜入万米深为什么没被压扁)-大盘站插图

图:海洋不同深度生物分布情况

原归正转,我们展开今天的话题“为什么鲸鱼潜入深海没事,而我们钢铁打造的潜水艇则很容易被压扁?”

在我们的认知里,钢铁可比肉皮结实多了,这句话确实没错。但是,跑题了。根本原因在于压强差!

水中压强有多大?

由简单的物理公式,p=ρgh,其中p是液体内某点的压强,ρ是液体的密度,g是重力加速度(9.8米每二次方秒/牛每千克),h是液体中某点到最高液面的距离(水深)。在这公式中液体密度和重力加速度都是不变的,所以压强和水深成正比。水越深压强也越大。

根据计算,我们得知水深10米处的压强和我们大气压是差不多的。这个力的大小就如同指甲盖上承载1公斤的物体。为什么我们在地面感知不到大气压,因为我们身体也存在气体,内外压强平衡,而且长久以来我们已经适应了这个状态。呼气时由于肺部空气减少压强变低,外界大气压会使得肺收缩,吸气则相反。

鲸鱼下潜最深多少米(鲸鱼潜入万米深为什么没被压扁)-大盘站插图1

图:呼气与吸气

水深每增加大约10米,水的压强增加一个大气压强。而20米的深度,水压就是10米处的2倍。2倍是什么概念,F=P•S公式中F为作用力,S为受力面积。在水下物体的受力面积不会变,所以压强增加一倍受到的力也增加了一倍!

鲸鱼为什么不惧怕深海的高压

在2000米的海水中,根据计算我们得知海水压强相当于200个大气压。所以在2000米的深海,我们人体指甲盖大小的面积就要承载200公斤的压力。即使是专业潜水员携带充足的氧气,也不能下潜到如此深的水中。我们人类的潜水最深记录是332米,这也是很了不起的。

对于这样的水压,抹香鲸是可以承受的。因为当抹香鲸下潜时,肺部会收缩,身体也会灌满水,此时内外压几乎是平衡的。

鲸鱼下潜最深多少米(鲸鱼潜入万米深为什么没被压扁)-大盘站插图2

图:抹香鲸

举个简单的例子,同样材质的气球,一个是扁的,一个充满气的。扁的我们很难将其捏爆,但是充满气的很容易就爆掉。这就是内外压差导致的。扁的气球内外压相等,而充满气的气球内部处于高压状态。所以,巨大的压强使得气球很容易爆掉!

鲸鱼下潜最深多少米(鲸鱼潜入万米深为什么没被压扁)-大盘站插图3

图:充满气的气球更容易爆

同样潜水艇也是如此。由于潜水艇内部需要承载人体和专业设施,所以舱内会留有空间和空气。内部空气的压力仅仅是一个大气压,而深海的压强则可能是几百甚至上千个大气压。这样的情况下,外部高压内部低压,潜水器很容易被压扁。所以,潜水艇想要到深海领域勘测,对其结构和材质的要求是极高的。

图:潜水艇

鲸鱼下潜最深多少米(鲸鱼潜入万米深为什么没被压扁)-大盘站插图4

图:潜水艇内部

也正是因为这个原因,我们对于深海领域仅仅探测了5%,对于世界最深海沟—马里亚纳海沟也仅仅探测了数次,其深度也没有准确的数值。

抹香鲸为何要到2000米的深海生存

每种生物都有固定的生存圈子,就像我们不能长时间在水下生存、非洲狮子存在于草原、老虎存在于丛林、猴子存在于树上。长久的演化过程,由于食物的关系生物的生存圈也被固定了下来,脱离这个生存圈生物很难生存。

而抹香鲸在深海也是有原因的。抹香鲸潜到水下随着深度的加深,肺部空气逐渐排除,水下生存1-2小时就会出水呼吸换气,否则会窒息。

鲸鱼下潜最深多少米(鲸鱼潜入万米深为什么没被压扁)-大盘站插图5

图:抹香鲸呼气换气

抹香鲸的食物就主要分布在1000-2000米的深海,而且这个海域一般的海洋食肉动物如虎鲸、大白鲨都不存在。对于抹香鲸来讲这个深度的海域食物充沛还安全,很适合自己生存。尽管这里水压大,但是亿万年的演化,它们的身体结构、生活习惯已经适应了这里的环境。

总结

潜水器之所以很难下潜至万米深海,原因在于深海的水压太大,内外压力差会导致潜水艇很容易被压扁,所以我们的深海探索也很难进行。

抹香鲸可以潜入2000米左右的海域,对于这个深度目前我们的潜水艇还是可以轻易到达的,但是人类不借助载具是很难到达的。2000米深海有着近200个大气压的压强,这个压强换算成压力就相当于指甲盖上承载200公斤的物体,这样的环境我们人体是根本无法承受的。