這幾年來發生了什麼
地球有70%左右的面積都被海洋覆蓋著,而我們對於海洋卻不夠了解,
尤其是黑暗的
深海
,藏著許多未知的東西
。
人類對海洋深處的猜測從未停息過
人類目前已知的海洋最深處就是馬裡亞納海溝,其最深的地方能達到11000米左右
。自從得到了這一數字之後,大家就展開了突發奇想,比如將鐵球丟進海里,沉到11000米的位置會怎樣。
而今天,我們要聊的是另一個設想,
如果將
1升水
用密封的容器裝著,從11000米的海底取上來,其中的水會變成什麼,又會發生什麼呢
?接下來,就讓我們一起來看看吧!
深海的水和海面的水並不相同?
當水從11000米深海的底上來會發生什麼?
人類目前雖然無法做到在11000米深的海底隨意行走,
但是乘坐著專用的潛水器成功“坐底”還是能做到的
。
因此,
這個設想就是讓人們在11000米深的海底取
1升水
,將其裝好,再讓這個容器上升至水面
,觀察容器內會發生的事情。
看似普通的水也有“奧秘”
首先需要說明,這一實驗在現實中是沒有做過的,
因此一切都是在理想狀態下根據資料去推斷得到的結果
。如果要真的做這個實驗,得出的結論可能與這之間存在一定的誤差。
人們一直以來畏懼深海,就是因為這裡的
氣壓太強
。一般來說,當水深每增加十米,就會上升一個大氣壓,
而11000米深的地方氣壓能達到111135300帕左右,差不多相當於1100個大氣壓
。在這種情況下,水的密度會出現變化,被“擠壓”得更加緊實。
水的三態變化示意圖
根據具體的數值來算的話,
此處水的體積會被壓縮大約4.96%
。因此當我們將這個被壓縮的水放入密封的容器,再將其取上來,
這個水就會經歷壓強變化帶來的影響
。
準確來說,當其露出水面時,體積肯定是會發生膨脹的,
這個膨脹的體積是原本體積的
1.05倍左右
。
原來海水的體積也會根據深度發生改變
由此可見,
如果密閉的容器足夠大的話,水的膨脹似乎不會帶來什麼太大的影響
。那麼,事實真是如此嗎?如果開啟容器,會不會發生別的事情?
這就要提到上世紀三十年代,
巴頓和比柏
在測試球形深海探測器時發生的事情了
。比柏本身是一個對動物十分感興趣的人,並且還因為相關的研究做過紐約動物園的院長。喜歡收集動物標本的比柏,在取得了一定成就之後,就將目光聚焦到了海上。
比柏(左)和巴頓(右)
1928年時,英國政府同意比柏在百慕大地區建立研究站,並且有許可權對這裡的海洋生物進行研究。
此時的潛水艇已經能夠下潛到383英尺的位置,但是卻沒有窗戶觀察外界的情況
,這對於想觀察海洋動物動態的比柏來說沒什麼用。
這一訊息被工程師巴頓知曉,很快他就將自己的設計告知比柏,並且得到了他的認可和幫助。
資料顯示,巴頓當時親自描述和展示了自己的設計,“這個潛水器是一個球形體,更能承受深海的巨大壓力,有3個開口可以裝3個熔凝石英制成的厚窗子。”
人類第一次勘探深海的裝置
後來建成之後,二人就開始了相關實驗,前幾次都比較順利,可後來卻出現了一個令二人終身難忘的意外。原來,在某次測試當中,
潛水球在浮出水面時裡面灌滿了水
。
最初,兩人雖然觀察到潛水球漏水了,卻沒有當回事,所以很快就將這個“密閉”的金屬艙打開了,可沒想到當其將金屬艙口的螺栓開啟後,
其中的水就像是從“槍管”中噴射出來一樣,而螺栓飛出去之後就在甲板的鋼絞盤上砸出了一個明顯的缺口
。
據悉比柏後來在他的回憶錄《半哩深》中這樣描述著,假如在當時這種情況下,他們兩人都在球艙內的話,那樣壓力下的水“在他們溺斃之前,就會像鋼製的子彈射穿他們的肌肉和骨頭”。
在潛水艇內的巴頓和比柏
從這一點不難看出,
水從深海回到水面不僅會發生膨脹,還會給自己
“加壓”
。當人將這個密閉的容器開啟之後,才能體會到它的威力。毫不誇張地說,這時的容器和水就像是“炸彈”,有著巨大的威脅。
說到這兒,可能有人會提出質疑,那就是水真的可以被壓縮嗎?這些深海11000米的水和我們平時看到的水真的不一樣?
被壓縮的水會是什麼樣呢?
水到底能不能被壓縮?
雖然很多人都不相信,
但是水確實是能被壓縮的
。首先我們從微觀的視角來看,水是由
水分子
構成的。在不同的環境條件下,水可以做到在固、液、氣三種狀態當中來回轉變,
這就說明其分子之間的距離是有“變化”空間的
。
舉個例子,大家看到的水蒸氣,
其中的分子距離其實就大於液態水的分子距離
,因此在合適的條件下,壓縮一下水蒸氣還是沒問題的。水能否被壓縮,
其實就在於溫度和壓強的變化
。
水分子的結構示意圖
咱們在上文中討論的水在11100深位置的變化,
主要就是與壓強有關
。雖然相較於其他的物質,水在這種情況下被壓縮的已經非常不明顯了,但是我們依舊不能忽視這種壓縮。
當然,
水被壓縮的是
體積
,不是質量
。有時候大家會將二者混為一談,比如看到水在海面和海底呈現出了不同的體積,就認為它的質量也減少了。要知道,根據質量守恆定律,
僅僅是改變了密度,是不可能影響到總質量的
。
水分子的概念圖
值得一提的是,科學家認為想盡可能地壓縮水,
不僅要增加壓強,還要降低溫度
。對於這一點,海底似乎都在無形中達標了。此外,有人疑惑水能被壓縮到什麼限值。
如果不考慮技術、環境等因素,在理想狀態下去瘋狂壓縮水,
最終是有可能將其壓縮成
“固態”
的
。
只不過,這個時候的“水”恐怕就不能稱之為水了,而是變成了另外一種神奇的存在。
水的三種形態
綜上所述,關於將水從深海11000米取上來之後,到底會發生什麼變化的問題想必大家應該已經清楚了。相信大家也因此體會到了深海的壓強到底有多恐怖,那麼在這個漆黑一片的海底,真的會有生物能夠存活嗎?
人類尚未征服深海
一直以來,人類都覺得自己可以靠著科技上天入地,沒有無法征服的地方。
可是如今我們雖然完成了太空行走,卻一直沒完成深海行走,這就證明,其實人類並未征服
深海
。
海洋與宇宙同樣神秘
這時可能有人會說,因為這裡的環境實在是太惡劣了,如果人直接從潛水器中走出,
那麼恐怕會被直接“壓扁”
。
事實上,
現狀可能比大家想象的更為慘烈
,畢竟此前潛水艇遭遇斷崖墜落然後解體發生的悲劇許多人都看到過。值得一提的是,在人類一籌莫展之際,
某些生物
卻早早佔領了海底世界
。
很多生物遠比我們想像中的還要堅強
原來,人們在駕駛著潛水器於馬裡亞納海溝成功坐底之後,就開始展開了“生物普查”,想看看這裡有沒有生物存在。
結果證明,別看海溝一片漆黑貧瘠的模樣,
在這個黑暗的“貧民窟”中還真的生活著不少生物,其中有許多長相怪異的魚類
。
在8718米深度拍攝到的獅子魚
當然,科學家也看到了他們最不願意看到的東西,就是
塑膠垃圾
。換句話說,
人類雖然沒做到征服深海,但是我們的“垃圾”做到了
,它們輾轉來到了海底,繼續禍害生活在這裡的生物。
假如說從前的海溝生物只是“吃不飽”,畢竟這裡太貧瘠了,那麼現在它們倒是能吃飽了,
不過食用的都是人類投送的“垃圾”
。
默默躺在馬裡亞納海溝底部的塑膠垃圾
此外,由於塑膠垃圾的降解十分緩慢,
未來的百年千年之內,這裡的生物應該都要與垃圾共存了
。而人類若是真能從這裡取一瓢水,怕是也能從中檢測出無數的“微塑膠”。