鯨魚潛入上千米深都能安然無恙，為何軍用潛艇在水下容易被壓扁呢
以前看過《動物世界》的人都知道，鯨魚的憋氣能力可是世界一流的：憋足一口氣，潛入海里折騰兩三個小時甚至更久，游來游去的，然後再冒出海面透氣，從氣孔裡噴出數百米高的水柱。
給大家科普一個熱知識：現代軍事武器潛艇是仿照鯨魚的流線型結構設計出來的。據說這樣的結構可以使潛艇保持一定的遊動速度，不至於受到海水阻力太大的影響，既具有靈活的機動性，又能抵抗海水的壓強，其抗壓性可謂十分強大。
不過，軍事潛艇的抗壓性始終不如鯨魚。在對抗海水壓強這方面，鯨魚絕對比潛艇更勝一籌。
為什麼鯨魚可以潛入上千米深的海域而安然無恙？
截止目前為止，人類已知潛水最深的哺乳動物，非柯氏喙鯨莫屬。
柯氏喙鯨在理論上所能達到的深度為3000米左右，其潛水能力遠超其他依靠肺部呼吸的動物，尤其在哺乳動物裡面，其“潛力”可謂鶴立雞群。
而歷史上發生過一起事件，足以證明鯨魚這個物種的潛水能力是世界之最的：1955年，在葡萄牙首都里斯本附近海域2200米的水深處，潛水人員發現了一頭被海底電纜纏繞致死的抹香鯨。
雖然動物被人為產物致死是可悲的，但也從側面反映了抹香鯨下潛程度之深，是其他動物所望塵莫及的。
為什麼鯨魚下潛兩千多米深的海里卻不容易被壓扁呢？
這就得從鯨魚如何應對水下壓強以及周遭環境開始說起了。
我們來看看水壓和壓強到底是什麼。
學過初中物理的人都知道，關於壓強的計算公式，那就是P＝ρgh，其中ρ是密度，g是重力加速度，而h是深度。
此外，我們也都知道，地球表面大氣層的標準氣壓為101。325千帕，然而這只是我們陸地生物所能感受到的大氣壓強，生活在海洋的生物，它們所遇到的壓強狀況則有所不同，由於海水是具有質量的，一個標準水分子（密度為1ml）的質量為1g，而1m的單位水分子質量為1×3×10^26kg。
也就是說，結合氣壓和壓強換算公式，水位深度每下降10。3米，就會增加1個標準大氣壓，即1000米深的海底相當於97個大氣壓，每平方米受97噸重量。
類比一下，就是需要在一片指甲蓋上承載97公斤重的物體，說得更具體一些：在一小片指甲蓋上站立一個194斤重的大胖子。
光是想想，我的左手大拇指蓋頓時隱隱疼痛了一下。身處一千米深的海水裡就得承受這麼大的壓強，更遑論兩三千米甚至上萬米深的海底了，其壓強可想而知，簡直恐怖如斯。
對於這麼恐怖的水下壓強，鯨魚是怎麼做到不被它壓扁，甚至還能潛入其中，活動自如的呢？
我認為，關鍵在於鯨魚內在生理，也就是身體結構本身，以及其在應對海水壓強時所做的變化。
總結起來有以下三點要素：
1、鯨魚之所以在水下不容易被壓扁，是因為鯨魚可以自主調節身體內的壓強，以應對水下的壓強。
鯨魚的肺泡可以收縮和膨脹起來，使肺部變形，以此調節體內外的壓強。
2、鯨魚身體內部的器官組織結構都非常柔軟，肌肉也很柔韌，纖維組織細密，並且還能依靠大腦感知，表皮收縮自如，從而溢位水分。
除了保護支氣管的骨骼等部分夠強硬以外，其他骨骼都很柔軟，而且容易彎曲，伸縮的靈活度也很大，胸骨、肋骨、脊椎骨等骨頭的連線處十分鬆軟。
除此之外，鯨魚大腦中的腦髓液是呈油物狀的，只要低於恆溫就會凝固，從而使體液的密度增大，讓鯨魚整個身子的重心往前移，這樣一來，可以使鯨魚潛得更深、遊得更快。
3、鯨魚能夠下潛得這麼深，除了身體結構的機動性十分強勁以外，其儲備氧氣和利用氧氣的能力同樣也不容小覷。
鯨魚的憋氣能力如此厲害，主要得益於其肌紅蛋白的數量多、質量好，要知道肌紅蛋白是負責儲存氧氣的，數量多意味著能夠儲存的氧氣也多，而質量好意味著獲取到的氧氣能使身體獲得更多的能量。
除此之外，鯨魚體內的血紅蛋白也有很多。血紅蛋白是負責運輸氧氣的，也就是說，鯨魚體內各個組織器官在運作的過程中都能利用血液中的氧氣獲得能量，而血紅蛋白越多，運輸氧氣的效率也就越高。
科學研究表明，鯨魚對氧氣的有效利用率居然高達90％，而人體的氧氣利用率只有25％，遠遠不及鯨魚。
如此說來，說鯨魚是哺乳動物中的“潛水冠軍”，真乃當之無愧。
可是問題來了：雖然鯨魚的潛水本領很強，但面對這望而生畏的水下壓強，還要下潛到深度達2000米的海里，在我們普通人看來實在是沒必要的行為，為什麼鯨魚非得去做呢？難道說它有不得不這麼做的苦衷嗎？
這就得說到鯨魚這一物種的進化趨勢，以及目前的演化結果了。
從生理結構、身體構造，以及行為習慣來看，經過數千萬年的進化，鯨魚已經從陸生動物演化到兩棲動物，再變成如今的海洋動物，生理結構已經完全適應了海洋的生存環境。
而鯨魚的身體構造甚至迎合了海洋環境，發展出了與魚類差別不大的外形，具備了遨遊海洋所需的一切結構特徵。
至於鯨魚的行為習慣，從人類對其的習慣性稱呼就可見一斑：鯨，似魚也。
雖說鯨不屬魚類，但因為其外形與魚類過於相似，所以命名為“鯨魚”。
另外，鯨魚在行動這方面也與魚類沒有多大的區別，都是透過擺動尾部以及鰭的部位左右擺動得以遨遊前進。
然而，以上這些還不足以說明鯨魚下潛深海的原因，關鍵在於捕食和生存方式也隨著演化過程而發生了改變。
鯨魚的食物就分佈在位於1000～2000米深的海域，這裡的魚類資源十分充沛，小到魚蝦蟹，大到軟體動物，比如抹香鯨就專吃霸王烏賊，而這類食物資源就集中分佈在這裡。
一般的海洋生物難以下潛到這麼深的海域，80％的海洋生物都生活在1000米以下的海域，鯨魚依靠龐大的體形和出色的潛水實力，下潛到1000米以上的海域就能躲避絕大部分的搶食者，形成一條專屬於自己的食物鏈，並主宰它們。
為什麼軍事潛艇在水下容易被壓扁？
首先，我們來了解一下軍用潛艇被製造出來的動機和作用是什麼。
潛艇被用作軍事武器的用途，目的是為了充當打擊敵人的主力輸出武器，以隱秘的方式提高打擊敵人的成功率，也就是說，透過下潛深度的大小，以此判斷隱秘效能的高低，從而判斷作戰效率和能力的大小。
所以說潛艇在海里下潛得越深，就越不容易被敵方發現，由此提高整體作戰能力。
其次，為什麼軍用潛艇的最大深度只能下潛到1000米，而且還容易被壓扁呢？
我認為，主要原因是受限於作戰所需的技術和客觀事實。
潛艇的造型是呈橢圓的長柱體，這樣一來，潛艇在壓強來襲下，受力必定會不均勻。
還有潛艇的構造是中空的，也就是空心的，內部要留出足夠的空間放置軍用裝置、武器彈藥以及士兵人員。
另外，軍用潛艇外層鋼殼的製作材料雖然是先進的合金，但考慮到軍費開支成本和量產要求，只能採用普通的合金材料。
還有潛艇的製作工藝的達標率較低，比方說1962年的美國長尾鯊號潛艇就是因為焊接工藝未能達到下潛上千米海域所要承受的水下壓強標準，從而被海水壓扁，潛艇內數十名軍官人員全部喪生，無一生還。至於潛艇，如同鯨落一般沉在了海底。
最後，潛艇作戰沒必要下潛至與鯨魚同一級別，只要滿足打擊作戰需要的隱秘性和靈活性即可，所以也就沒必要加大軍費開支和研究經費。
就算技術達到標準，可以下潛到好幾千米以上的海域了。然而，光是下潛和上浮的時間就有夠長得，到時候怕是還沒等潛艇下潛到最深或完全上浮，就被敵軍發現，然後發射一顆魚雷過去，就能把潛艇給擊穿報廢了，所以說下潛幾千米深的潛艇實用性不大。
為什麼科研深潛器可以下潛至上萬米深的海底？
深潛器與軍事潛艇不同，兩者有著本質的區別：
首先，深潛器被製造出來的目的，是隻做科研用途，所以不用像潛艇那樣，需要考慮量產的實用性。
其次，深潛器的構造，從內部逐級往外部增壓，保持內外壓強一致。另外，深潛器的造型圓潤且小巧，在一些外形上採取壓力分散的構造，使整個深潛器的受力均勻，維持壓強平衡。
再來，深潛器的製作材料，由於不用考慮實用性，所以其使用的是人類科技目前為止最先進的鈦合金屬材料，既耐壓，又耐腐蝕，強度和韌性都十分強勁，足以抵抗上萬米深的海水壓強。
除此之外，深潛器的製作工藝也十分先進，一般作科研用途的深潛器都採用鐳射電子束或氬弧焊接的技術手段，用來切割鈦合金屬，並加工成形。
由於深潛器的造價不菲，技術要求非常高，准入門檻也很高，而且只做科研用途，所以說能夠製作出深潛器的國家一般都是大國或強國，比如我們國家的蛟龍號就曾創下過下潛馬裡亞納海溝底部的世界紀錄。
寫在最後
綜上所述，我們可以把鯨魚看作是實心的鉛球，把潛艇看作是空心的氣球，甭說透過抽象思維想象一下兩者在海水裡的情景了，就把他們放在大氣環境中，拿一根細針分別去戳它們試試看，到底是鉛球會爆炸，還是氣球會爆炸呢？
當然是氣球會爆炸。
同理，鯨魚可以透過調節體內外壓強應對深海環境，而潛艇內部是空心的，所以但凡下潛深度超過極限值，就會被壓扁。
END
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