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鯨魚潛水深度是核潛艇的數(shù)倍,為什么?難道鯨魚肉比鋼材還硬?

 小小頭像 2022-08-24 發(fā)布于遼寧

此前,印尼潛水艇在海洋中行進(jìn)遭遇斷崖,最終由于下潛過快被水壓壓成碎片的事件引起了不少人的關(guān)注,人們紛紛感慨,原來鋼鐵鑄造的潛艇在海中竟然是如此的脆弱,遭遇斷崖立即就會(huì)“船毀人亡”。相比之下,鯨魚卻能夠在各個(gè)深度之間來回暢游,十分神奇。

能在海中肆意游蕩的鯨魚

那么,為何鯨魚的潛水深度是核潛艇的數(shù)倍?難道說鯨魚肉比剛才還硬嗎?接下來,就讓我們一起來看看,這其中到底藏著怎樣的玄機(jī)!

人類建造的“深海巨獸”核潛艇

鯨魚超強(qiáng)的潛水能力

在絕大多數(shù)人的印象當(dāng)中,鯨魚是自然界當(dāng)中出了名的大個(gè)頭,它們的體型往往十分巨大,看起來是能夠輕松做到“宰相肚子里能撐船”的。并且有時(shí)候人們會(huì)將生活在海里的鯨魚誤認(rèn)為是魚類,畢竟它的名字里都帶魚,卻不知道這家伙本質(zhì)上是哺乳動(dòng)物。

鯨魚的種類非常多,比如經(jīng)常上演“世紀(jì)對(duì)決”戲碼的座頭鯨與虎鯨,它們兩都是鯨目,但是體型和靈敏度相差還是非常大的。除了在體型和外觀方面會(huì)有著明顯的差異,不同種類鯨魚的潛水能力也是存在很大區(qū)別的。

鯨魚的部分種類示意圖

比如說小型的齒鯨下潛的深度就十分有限,往往是在100到300米左右的位置徘徊。而像體型最大的齒鯨抹香鯨就不一樣了,這家伙體長(zhǎng)可達(dá)18米,體重超過50噸。明明算是鯨魚家族當(dāng)中不太靈活的重量級(jí)選手,潛水能力卻是相當(dāng)?shù)某霰?,可以算是鯨魚當(dāng)中的“潛水冠軍”了。

根據(jù)資料來看,抹香鯨可以輕松下潛到3000米左右的地帶,并且在這里呆兩個(gè)小時(shí)是沒有任何問題的。

海洋哺乳動(dòng)物潛水排行示意圖

要知道人類目前最強(qiáng)的核潛艇,能夠下潛的深度不過也才1000多米,并且大部分都在300米到600米打轉(zhuǎn)。這就能夠看出,抹香鯨的潛水能力是核潛艇的數(shù)倍,甩了人類設(shè)備幾條街。

由于海中的水壓是根據(jù)深度不斷在增加的,這種水壓就連鋼鐵做成的核潛艇都能碾碎,非常的恐怖??墒窃诿鎸?duì)鯨魚的時(shí)候似乎不起作用了,難道是因?yàn)轹L魚真的“皮糙肉厚”,其肉比鋼材還要硬嗎?

被水壓壓碎的潛艇的艉部

事實(shí)上,作為需要使用肺呼吸的哺乳動(dòng)物,鯨魚在下潛之前是會(huì)在水面猛吸一口氣的,而像抹香鯨這種大型鯨魚,它們的肺不僅數(shù)量多,體積也更大,這就使得它們吸氣之后可以使用很久,不需要進(jìn)行頻繁的換氣。以上,是它們解決吸氧問題的關(guān)鍵。

不過,人們更關(guān)心的還是為什么鯨魚可以承受住水壓的變化。

雌雄抹香鯨和人類的體型對(duì)比圖

其實(shí)從它們的身體構(gòu)造就能看出來,它們確實(shí)是皮糙肉厚。但是在這之下,還藏著玄機(jī),那就是它不少骨骼的連接部位,實(shí)際上是比較松弛的。而其胸部也相對(duì)柔軟,這就導(dǎo)致面對(duì)較大的水壓時(shí),鯨魚會(huì)收縮自己的胸部和肺部,從而使體內(nèi)的壓力和外界的水壓達(dá)到相對(duì)的平衡

一旦達(dá)到了平衡,水壓對(duì)它的傷害就可以降到最低了,甚至說都難以被察覺,畢竟早就已經(jīng)習(xí)慣了。

抹香鯨的骨骼示意圖

這時(shí)有人可能會(huì)說,如果不斷擠壓肺部難道不會(huì)將剛才在水面深吸的那口氣都擠光嗎?這樣的話,鯨魚又憑什么能在水下這么深的地方呆這么久呢?

這實(shí)際上是因?yàn)樗鼈冊(cè)跀D壓肺部的時(shí)候,是將肺部的空氣趕到了肺內(nèi)堅(jiān)硬細(xì)小的“細(xì)支氣管”當(dāng)中,這相當(dāng)于將其分散儲(chǔ)存了。所以,鯨魚才能做到既擠壓肺,又能夠正常呼吸的情況。

“深海之王”抹香鯨

并且不少科學(xué)家認(rèn)為,它們還可以通過擠壓魚鰾當(dāng)中的空氣,來實(shí)現(xiàn)與外界的壓力守恒

那么,既然人類已經(jīng)完全理解了鯨魚的潛水技巧,甚至明白它們是如何維持壓力平衡的,為何不能將其應(yīng)用于核潛艇上呢?

全身覆蓋鋼甲的核潛艇

核潛艇為何做不到這樣?

其實(shí)核潛艇的外觀和鯨魚還是比較相似的,甚至有些模仿的意味,對(duì)此不少人表示如果某頭鯨魚“近視眼”是有可能愛上核潛艇的??墒窃跐撍芰Ψ矫妫叽_實(shí)還是相差甚遠(yuǎn)。

首先從核潛艇和鯨魚的構(gòu)造來看,核潛艇雖然是特制的金屬材料制成,按理來說比鯨魚的皮肉更加堅(jiān)固,更能承受水壓的變化,但事實(shí)卻不是這樣。

很多潛艇設(shè)計(jì)都受到了抹香鯨的影響

因?yàn)殡S著下潛深度的提升,對(duì)待水壓要采取的并不是強(qiáng)硬地“抵抗”,而是要學(xué)會(huì)和鯨魚一樣使用以柔克剛的方法。

簡(jiǎn)言之,鯨魚雖然沒有鋼鐵般堅(jiān)硬的皮肉,但是正是它身上肉的“松緊有度”使其能夠通過調(diào)整身體來實(shí)現(xiàn)壓力守恒。至于核潛艇反而是被刻板的外觀所限制了,難以利用這種方式做出改變。

相當(dāng)“聰明”的抹香鯨

其次從鯨魚不斷擠壓胸肺來平衡水壓的行為來說,核潛艇是肯定做不到的。因?yàn)楹藵撏紫纫_保的是其中工作人員的安全,讓他們處在一個(gè)安全的環(huán)境當(dāng)中。所以要在不妨礙其中人類生存的情況下,做到和鯨魚一樣,那是不可能的。

所以,咱們只能寄希望于核潛艇本身的外部條件是銅墻鐵壁,能夠扛得住水壓的攻擊。

潛艇的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

目前來看,對(duì)待1000米以內(nèi)的水壓還是比較容易的,但是也要警惕出現(xiàn)斷崖,下潛深度驟然超標(biāo)的情況,就像咱們開頭所說的印尼潛艇。

綜上所述,相信大家都明白了為什么核潛艇看起來明明比抹香鯨更加“堅(jiān)固”,卻無法下潛到相同的深度。

海中斷崖現(xiàn)象的示意圖

畢竟從本質(zhì)上來說,核潛艇是在抗衡水壓,而鯨魚則是在利用自己的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)排解水壓,使其變成自己可以接受的樣子。

由此可見,想要讓核潛艇的下潛深度不斷提升,我們依舊要向鯨魚學(xué)習(xí)。不過這種學(xué)習(xí)絕不是照葫蘆畫瓢,而是要在鯨魚下潛原理的基礎(chǔ)上做出一定的改變和創(chuàng)新,使得這種方法適用于核潛艇,符合人類的需求。

深海中游行的抹香鯨

值得一提的是,別看鯨魚的潛水能力確實(shí)很強(qiáng)悍,但是它們?cè)跐撍畷r(shí)也會(huì)發(fā)生意外,甚至有一些也患上了“潛水病”,這又是怎么回事呢?

鯨魚潛水也會(huì)遇見意外

咱們?cè)谇拔闹袛⑹隽擞嘘P(guān)抹香鯨潛水的相關(guān)特征,可以看出這家伙確實(shí)在漫長(zhǎng)的進(jìn)化當(dāng)中,掌握了一定的本領(lǐng),并且也讓自己的身體更適合潛水。但是民間有這樣一句俗話叫做“淹死的都是會(huì)游泳的”,而抹香鯨也會(huì)這樣

因?yàn)轹L魚的壽命還是比較長(zhǎng)的,但是長(zhǎng)壽不代表著體內(nèi)的器官功能不會(huì)老化,所以有時(shí)候不少“不服老”的鯨魚會(huì)下潛到自己身強(qiáng)力壯時(shí)到達(dá)的深度,并且在那里依舊待相同的時(shí)間。

抹香鯨一般能活到80歲左右

可是由于身體當(dāng)中器官的老化,導(dǎo)致它們高估了自己的潛水能力,最終在氧氣不足的情況下沒有順利上浮到水面換氣。這樣的話,哪怕是鯨魚,也是會(huì)被“淹死”的,雖然聽起來不可思議,但是事實(shí)確實(shí)是這樣。

此外,科學(xué)家在最新的研究中發(fā)現(xiàn),抹香鯨的骨骼內(nèi)部是有減壓病的癥狀的,因?yàn)樵谶@里出現(xiàn)了類似人類潛水員骨骼當(dāng)中的“小坑隙”。

減壓病又稱“潛水員病”

所謂的減壓病指的就是水下的高壓會(huì)將肺部空氣當(dāng)中的氮擠出來,并且將融入血液當(dāng)中,導(dǎo)致血液或者身體里出現(xiàn)氣泡,最終導(dǎo)致身體組織缺氧。

此前人們一直以為抹香鯨能夠完美解決這一問題,可是從其骨骼內(nèi)部的研究來看,抹香鯨其實(shí)也會(huì)患上減壓病,甚至有的還會(huì)因此擱淺身亡。

擱淺在岸邊的抹香鯨

當(dāng)然,科學(xué)家認(rèn)為鯨魚如此慌忙地上浮,與商業(yè)捕撈船的活動(dòng)也有關(guān),它們極有可能受到了驚嚇才會(huì)做出這種舉動(dòng)。

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