科学吧 关注:347,121贴子:1,516,013
  • 1回复贴,共1

这篇文章写的对吗?

只看楼主收藏回复

将板砖扔进最深的马里亚纳海沟,多久才能到达11000多米深的海底
科学星探 4/6 21:53
从太空中看地球,很多人认为我们的地球其实“名”不副实,应该叫做“蓝星”,因为从太空看,我们的地表大多都是蓝色,这得益于我们有一片巨大的海洋,也正因为这片巨大的海洋,我们的地球也被称之为“水球”。
地球的直径约为12756千米,总表面积约为5.1亿平方千米。我们的这颗“蓝星”上71%的面积都是被海洋覆盖的,陆地面积只占其中的29%,只有1.5亿平方千米。所以从全局角度来看,我们这颗星球真的可以叫做水球,但是由于我们人类是陆地生物,而人是万物的尺度,所以这颗星球才会被称为“地球”。被海洋覆盖的地球蕴藏着无数的秘密,尤其是海洋深处,我们更是几乎一无所知,全世界95%的海洋深处,我们都没有踏足过。而一般来说,海底越深,其隐藏的秘密可能就越大,而地球上最深的地方就是马里亚纳海沟了,这里吸引了足够多的目光。
马里亚拉海沟的平均深超过8000米,现在已探测的最深的地方更是达到了11034米,从相对高度来说,这比世界第一高峰珠穆朗玛峰还要高接近2000米。如此深的海沟,好奇的人类提出了很对脑洞大开的科学实验,比如在马里亚纳海沟引爆一颗核弹会怎样这类的。今天我们聊一个朴素的话题,从海沟上方的海面丢一块板砖,让这块板砖自由下沉,这块板砖多长时间才能到达马里亚纳海沟最深的11034米呢?
很多人可能会想当然,平时生活里,我们朝河里丢一块砖头一会儿就会到达池塘的底部,那在马里亚纳海沟也一样,因为物理定律在空间分布上是均匀的。但是这显然是忽略了这么几个问题。第一:一般的河流都很浅,就算是河底,其压强也很小;第二:池塘是淡水,而海洋是0.9%的盐水,其密度比淡水高,二者的产生的浮力有差别。这意味着同样深的海水和河水,同一块板砖掉沉下去所需要的时间是不一样的。
根据计算,一块普通常见的板砖在淡水河流中下沉的平均速度约为3米每秒,而在海洋中,这个下沉的速度就会降低到2.5米每秒。这里我们可以初步计算下:11000米÷2.5米/秒=4400秒4400秒÷3600秒/小时=1.22小时假如海水的密度分布是均匀的,那就意味着一块板砖从海面掉到马里亚纳海沟的最深处大概需要1.2小时。但是海水的密度与深度是有关系的,海洋水温存在明显的垂向(深度方向)分布差异,而压力随着深度的增加而增加,因此海水的密度会随着深度的变化而变化。
因此这块板砖在下落时所受到的浮力会变大,这就会导致下落过程中的平均速度会变小,这导致在理论上,一块板砖落到11000深的海底需要的时间约为3小时左右。但是记住,这是理论上的时间,实际上这块砖根本没有足够的强度支撑到11000米深的海底。我们知道,物体在液体里受到的压强大小P=ρgh(ρ是液体的密度,g是重力加速度,h是深度)。经过初步计算,我们可以得知,在海底1000的深处,压强就会大到不可思议,这块板砖平均每平方厘米上受到的压力就有104公斤。当这个深度继续下降,到7600米深的海底后,板砖每平方厘米上受到的压力就会达到727公斤。在这个深度,就算是出现一团空气,也会被压扁。当深度到达11000米时,这里的压强已经是大1100倍了。人类还没有能力前往这么深的海底,因为没有任何已知的材料能够扛得住这个压力。
所以这个板砖在掉落的过程中,就会被强大的压强压成粉末,在马里亚纳海沟,一块小指甲大小的面积承受的重量就有1.1吨。因此实际过程中,当这块板砖掉落到1000米深的海底下时,就极有可能因为受不了这么大的压强而崩碎。因此掉落到海底的不会是一块板砖,而是一堆板砖粉末。而实际上,在数千米深的海底,基本上就没有成块的石头了,全部都是粉末。在海底比较深的地方,不管是石头,铁块还是核潜艇,统统都会被压扁。但是有人会问了,为什么那里会有生命存在呢,一些神奇的软体鱼类为何可以在那里生存?其实大家会发现,那里的生物普遍都是体积较小,或者是呈长条状的生物,这种生物结构就是为了更好地适应如此大的压强。
不仅是构造上,这些鱼类本身也是经过了漫长的进化的。一些地面上的硬物无法达到内外压强平衡,所以会被压扁,压碎,而这些经过漫长进化的鱼儿身体里面也存在水,这样就让鱼的内外压力达到平衡,所以鱼就不会被压扁,还可以自由自在在海底生活。


IP属地:山东来自Android客户端1楼2020-04-09 13:38回复
    说实话这很像某些营销号的文章。


    IP属地:江苏来自Android客户端2楼2020-04-13 09:27
    回复