鲸类在潜到两三千米深的海水中捕食时,通常可以下潜1个多小时,有些个体能够下潜2个小时。它在下潜之前,首先将肺部充满空气,一次深呼吸可以换气90%,其他动物基本达不到这个水平,以保证顺利下潜。一旦下潜后,胸部会随着外部压力的改变而进行调节。鲸在快速下潜后,外部压力迅速变大,胸部就会收缩,肺部也随之缩小,而此刻它的心跳也减慢了下来,全身血液只流向大脑和肌肉,节省了氧气的消耗。此外,由于下潜到一定深度,水温降低,抹香鲸新陈代谢也会降低,心脏可以达到一秒钟跳动一次。抹香鲸的头很大,其强大的呼吸道可以储存一部分氧气,此外,抹香鲸的肌肉是鲜红色的,换句话说,抹香鲸肌肉能够储存大量的氧气。
作战潜艇潜水深度有限,世界上最深潜水记录是前苏联麦克级攻击核潜艇,下潜深度高达1250米。潜艇下潜深度和其潜艇外壳材料性能有很大关系,潜水越深,承受压力越大,大多数材料无法承受。美国和中国的潜艇基本在几百米,苏联发展深潜水艇主要是因为早期其潜艇噪音比较大,防止声呐发现。随着技术的发展,噪音问题解决,潜水太深没有必要,这不是潜艇主要的核心技术指标。
此外,非作战功能潜水器很多,普遍下潜深度比较深,中国是第一个达到最深深度的国家。此潜水器名为“蛟龙号”,它载着人类在西太平洋的马里亚纳海沟成功抵达最深的位置为7062米。
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抹香鲸(Physeter macrocephalus)是我们非常熟悉的一种鲸类,也是动物世界中的潜水冠军。抹香鲸的平均下潜深度可达2200米,最大下潜深度可达3000米。
图注:生活在海洋中的抹香鲸,图片来自网络
我们都知道,水下的压力随着深度的增加而增加,3000米深度的压力相当于没平方厘米上承受300公斤的压力!
抹香鲸是如何承受这么大的压力的呢?在深潜的时候,抹香鲸的体内会分泌一种类似鲸脂的能够流动的物质,这些物质将体内的器官包裹起来,承受强大的水压。除了承受强大的水压,抹香鲸每次呼吸能够换掉身体内90%的气体,它巨大脑袋的呼吸道中会储存一定量的空气,肌肉中也能够储存氧气。有了足够的氧气,抹香鲸潜水的时候还能够降低新陈代谢的速度。
以上的一切让抹香鲸能够潜入2000米甚至更深的海底,并且每次潜水达到两个小时。
图注:潜水中的抹香鲸,图片来自网络
与抹香鲸相比,常见的军用潜艇的下潜深度只有300至400米,创造最深下潜记录的K278共青团号潜艇的下潜深度也只有1200米。为什么潜艇无法下潜到更深的深海呢?因为潜艇的体积是固定的,内部有大量的空间,在压力过大的情况下会被压碎,即便今天已经发明了双层耐压艇壳,还是无法突破1000米的下潜深度。
图注:前苏联创造了下潜1200多米深度的K278共青团号潜艇, 图片来自网络
虽然军用潜艇的潜深大部分在300、400米,但是科研使用的深海探测潜艇已经能够下潜到很深的深度,比如我国研制的蛟龙号载人潜水器的下潜深度就可以达到7000米。
图注:蛟龙号载人潜水器,图片来自网络
其实我们人类的科技虽然已经得到了迅猛的发展,但是在许多方面还是无法达到生命世界的极限。
因为鲸鱼自生会调节平衡内外压力,包括肌肉骨架血管会收缩放大自行调整,潜艇是硬的铁壳,内部是空心的有空气,用来载人和安装设备的,只能做有限的调整,如果潜艇内部也装满了水那就是潜到地球最深处也不会变形的,因为没有压力差了。
中国的吸式挖泥船、绞吸式挖泥船、斗式挖泥船、吸沙船、自航自卸式泥驳等大型工程船舶,航天领域等,这些以前都是空白,都是靠自己发展成为领头技术。西方曾经封锁置中国于死地,而我们靠自己智慧发展壮大,成为无人可及的荣耀。这只是其中最具代表性的领域。另外一些军事领域技术,民用技术出现很多成功逆袭的例子。充分证明中国人的聪敏才智和国家强盛的经济复苏现状,已经吸引世界的目光。
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