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把一塊磚扔進馬里亞納海溝,多久到海底?磚頭會有什麼變化?
2024/01/08

    如果把一塊磚頭扔進水里會發生什麼?相信大家看到這個問題的時候一定會不假思索地表示磚頭會沉底,說不定還要吐槽這個問題過于簡單。

磚頭沉入海底

    但如果這片水是馬里亞納海溝呢,這個時候磚頭又會發生什麼變化,是否會沉入海底?

一塊磚頭扔進海溝,是否會沉底?

    雖然人類已經是站在食物鏈頂端的勝利者,但是和神秘莫測的大自然相比我們還是顯得太過渺小。比如馬里亞納海溝,該海溝平均深度在8千米以上,最深的地方已經達到了11034米,這是什麼概念呢?公認的地面第一高峰是珠穆朗瑪峰,海拔為8848米,也就是說如果把整個珠峰扔進此處,我們也需要下潛2000多米才能看到珠穆朗瑪峰的頂端。

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珠穆朗瑪峰

    因為水深過于驚人,所以這里處于完全黑暗的狀態,缺少食物,堪稱是環境最糟糕、最不適合生物生存的區域之一。因此以人類現階段的技術水平來看,想要探索這樣的地方并不容易。那麼把一塊磚頭扔進這里,磚頭會沉下去嗎?

    不少小伙伴們會不假思索地回答可以。我們之所以會產生磚頭扔進水里就一定會沉底的印象,是因為磚頭的密度普遍比水的密度更大,所以不可能漂浮在水面上,只能往下沉。但是,馬里亞納海溝實在是太深了,這會導致水的密度加強。所以,想要知道磚頭能否在馬里亞納海溝沉底,首先要考慮的問題是在海溝深處,水的密度究竟是多少。

馬里亞納海溝

    通過查閱資料可以知道,每增加一個標準大氣壓,液態水的密度會增加百萬分之46。

而在海洋中,水深增加10米就會上升一個大氣壓。馬里亞納海溝最深處達到了1.1萬米,也就是說要增加1100個大氣壓。這樣來算,海溝最深處海水的密度會比正常水的密度(1000千克/立方米)增加5%左右,也就是能夠達到1050千克/立方米。

水壓

    當然,考慮到海水并不是純凈水,里面還有各種復雜的成分,所以海水的密度還會更大一些,但也應該突破不了1100千克/立方米。相比之下,正常的磚頭密度已經達到了1800千克/立方米,所以哪怕是把磚頭扔進馬里亞納海溝,磚頭也能夠像在普通的水里一樣沉底,只是需要花費的時間會更長一些,當然這是在磚頭沒有被壓碎的情況下。

那麼磚頭會在海底被壓碎嗎?

    通過密度計算我們可以知道,磚頭能夠沉入海溝。

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可我們在計算中也提到,水深加10米,就會加1個大氣壓,所以馬里亞納深處是絕對的高壓環境。那麼,磚頭在這種環境下還能保持完整性嗎?對于這個問題,最直接的方法仍然是計算。

馬里亞納海溝

    一個大氣壓為0.1牛/平方毫米,所以在海溝最深處的大氣壓為110牛/平方毫米。而普通磚的承壓能力在30牛/平方毫米。所以如果是通過這個數據對比來看的話,磚頭在還沒有沉入海底的時候就已經會被四面八方涌來的壓強擠碎。但是,計算還沒有結束。

大氣壓

    一般來說,馬里亞納海溝環境惡劣極不適合生物生存,所以此地應該是一片荒蕪。但是通過科學家研究發現,在這里有一種神奇的魚類----獅子魚,他們生活在海水深8千米的地方,可以說日日夜夜都在承受著高壓。可如果有人看過獅子魚的相關資料會發現,這種魚不是我們想的那樣長得銅墻鐵壁,雖然骨骼和肌肉都極有韌性,但是至于的身體表面是一層薄膜覆蓋,這看起來是不可思議的事情,但其實正是這層薄膜才保證了獅子魚能夠在8千米深的海底生存。

獅子魚

    因為獅子魚可以通過薄膜調整身體內外的壓強,在保證壓強一致的情況下,他們自然也可以毫無壓力地生存在海底。而這磚頭的「長相」雖然和獅子魚的長相大相徑庭,但兩者有一個非常相似的地方,那就是磚頭本身也能滲水。

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海水過濾

    因此,磚頭在墜入馬里亞納海溝底部的過程中,會因為滲水導致內外壓強一致,各方向受的力都是均衡的,這就保證了磚頭的完整性。實際上很多在海底的石頭沒有滲水但也能保持完整性,是因為石頭與石頭之間也有區別,比如花崗巖的抗壓強度就能超過120兆帕。

馬里亞納海溝深處有什麼?

    把磚頭扔進海溝是否能沉底是我們的一個設想,那麼現實中的馬里亞納海溝深處有什麼呢?首先肯定有我們上文中提到的獅子魚,隨著科學家通過研究發現,在海溝底部還有大量的微生物,這意味著此處存在著養分,所以才能保證微生物的生存。

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珊瑚叢

    在2019年,我國的科考隊員還曾經在此處發現了10片珊瑚林,忽略周圍惡劣的環境,這些珊瑚林的確相當的夢幻,猶如海底花園一般。但是,除了這些「原住民」之外,海溝底部還有很多人類制造的垃圾。之前我國曾經發布過一組數據,指出在海溝2673~10908米的海水中,微塑料的含量已經達到了2.06~13.51/L;而在海溝5108~10 908米的表層沉積物中,微塑料的含量已經達到了200~2200個/L。

塑料

    這組數據意味著人類活動已經對這片海洋的最深區域造成了破壞,更是有專家對此提出擔憂,認為這些微塑料在海溝分布的過于廣泛,再考慮到塑料對環境破壞的持久性,這會對海溝底部脆弱的生態系統造成威脅。

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結語

    對于人類來說馬里亞納海溝是一個神秘而又危險的地方,但是各國卻一直沒有放棄對海溝的探索。一方面是因為海溝深處的確有很多待發現的資源,如果能夠將其開采出來,這或許能夠促進人類文明邁上新的階梯。

    另一方面也是因為通過對海溝的探索,人類的潛海技術也能夠得到進一步的提升,所以多年以來科學家一直對此處格外著迷。但是,我們在海溝深處發現的微塑料卻如當頭一棒,這是一種無言的警告,提醒我們保護自然的重要性。

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