鲸鱼可以下潜数千米，为何钢铁打造的潜艇反而

深海的巨大压力

海洋约占地球表面总面积的 71%。海洋中最深的区域是马里亚纳海沟，它低于海平面数米。目前，检测总体上还处于很低的水平。有科学家表示，人类对海洋的认识尚不熟悉太阳系中的众多恒星。以深海中的压力为例，根据液体压力公式P=ρgh，海水对海平面以下1000米处物体的压力是海平面的近100倍，相当于数百每平方米的次数。物体的重量（吨）。因此，在深海勘探中，如何克服海水的巨大压力是必须面临的严峻问题。

为了探测深海自然环境的特征，除了人们放置的由特殊材料和技术制成的无人探测器外，潜艇也是比较常用的人造物体。但是，就目前的科技水平而言，潜艇的平均下潜深度只有几百米，而军事领域的一些核潜艇下潜更深，但也只能达到1200米左右。难以承受，巨大的压力会导致潜艇外壳坍塌，不仅损害潜艇的结构，而且对潜艇内工作人员的生命和健康构成严重威胁。

压力平衡问题

相比之下，鲸鱼在海洋中的下潜深度普遍更大，尤其是对于经常在深海捕食帝王乌贼的抹香鲸来说，下潜深度可以超过2000米。说到这里，有些人不禁纳闷，为什么鲸鱼的身体在抵抗海水的巨大压力方面比钢制的潜艇要好？

造成这种结果的原因很简单，就是压力平衡的问题。一个容器，或者以此为基础的封闭系统，只要其边界构件的强度足够大，理论上容器可以承受内外压力差，从而使封闭系统保持相对稳定的状态。一个钢球、一块玻璃、一根铁棒或一个装满水的玻璃瓶，如果它们沉入海底，这些物体表面的向内海水压力和向外支撑应力一般会保持在平衡状态，物体表面的形状几乎不会产生任何肉眼可以观察到的变形。

为什么潜艇不能下潜很深？

但是潜艇不会工作。在其正常运行过程中，内部必须预留足够的工作空间和生活空间。在相同深度下，给予潜艇外壳和内壳的压力值与海水和空气的密度相同。海水的密度远大于空气的密度。因此，潜艇下潜越深，海水给予外壳的压力与外壳内部空气的压力之差越大，潜艇外壳就越倾斜。内陷。目前建造大型核潜艇的结构材料是钛合金，将采用双层壳结构，在不牺牲内部工作性能的情况下，大大增加了下潜深度。尽管如此，从目前来看，1200-1300米已经达到了这种钛合金的续航极限。毕竟此时潜艇壳上的压力相当于每平方米一百多吨。

以人体为例。其实，对付深海巨大的压力显然是很差的，因为我们不能靠自主调节来提升体内的压力环境，从而达到内外压力的平衡，所以我们可以只有在极限耐受阈值的范围内进行潜水。目前无设备加持的最深潜水记录为113米，有设备支持的最深潜水记录为332米，是在严格科学的系统训练下完成的。 .生活在陆地上的动物，包括淡水和浅海环境，一般都有潜入深海的能力。

鲸鱼的身体优势

然而，鲸鱼不同。在长期的进化过程中，为了适应海洋自然环境，特别是增强深海觅食和捕食能力，在能够达到维持机体内外压力平衡的生存压力下，身体结构发育明显的变化主要表现在以下几个方面：

一是肺有超强的收缩能力。随着下潜深度的增加，鲸鱼的肺会出现不同程度的收缩，尤其是下潜到100-200米时，肺泡空间大部分已经完全被压缩，不再进行气体交换。块区的空间结构有效避免了体内巨大的压差。

二是肌肉和骨骼的超强韧性。鲸鱼的骨头很容易弯曲，尤其是肋骨、脊椎和胸骨，关节更加灵活松散。一方面，它为身体行为的有效调整提供了便利条件。另一方面，也会受到外部压力增加的影响。进行收缩，有效包裹和保护心肺等重要内脏。同时，鲸鱼肌肉组织的韧性和弹性进化得非常强，在抵抗巨大的外界压力方面会为身体提供足够的缓冲空间。同时，鲸鱼的皮肤也极为坚韧，组织中充满了体液。它将能够保持身体内外压力的平衡，而不会对内部造成巨大的伤害。

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