把一块砖扔进马里亚纳海沟,多久到海底?砖头会不会被压碎?

前言

人类对未知的探索不是同时进行的,但一定是全面探索的。当人类买入太空的时候,也会想着“下可五洋捉鳖”,尤其是在百分之七十都是海洋的地球上。

海洋是地球生命的摇篮,同时也是威胁地球生命的另一存在。由于海底很难被太阳光所穿透,加之其压强随着水深逐渐增加,使得即使人类的航天器已经接近太阳系外围,跨越了两百多亿的距离,却在一万多米深的海洋之中进展缓慢,这还是按照海洋最深处来计算的。

海洋最深的地方:马里亚纳海沟

世界上最深的地方位于太平洋西部的菲律宾东北部,名为马里亚纳海沟。马里亚纳海沟纵深月11千米,平均宽度70千米,全场2550千米。与它的长宽相比,纵深可以说是不值一提,但对于海洋而言,几米的深度便能轻易夺去陆地生物性命

普遍认为,马里亚纳海沟的形成与板块运动相关。当大陆板块与海洋板块发生碰撞之后,海洋板块就会因其位置低、岩石密度大的特点俯冲到大陆板块下面。俯冲下去的海洋板块会冲破地壳与地幔的隔阂,来到地幔之中。由于地幔平均温度有一千多摄氏度,因此俯冲进来的这部分海洋板块会很快被熔化从而消失,这也就导致了海沟的形成。

1951年,英国挑战者二号首度来到马里亚纳海沟对其深度进行探测,通过捕捉声波回波的方式对此予以计算,最终测得其深度为10900米。

上个世纪六十年代初,美国的“的里雅斯特”号潜入马里亚纳海沟,深度为10916米。而我国的“海斗”号潜水器也在2016年成功下潜10767米,完成了深海万米的挑战。

除了无人潜水器对马里亚纳海沟的探索之外,人类也曾尝试前往海底最深处。2012年,美国导演詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海挑战号”来到了海沟10898米深的地方,并在该处收集了生物地质样本。

虽然马里亚纳海沟是一个高压、漆黑而又冰冷的存在,但人类也克服了诸多困难来到了它的面前,还在万米深的水中发现了一条比目鱼和一只小红虾,这让苦苦客服客服困难的人类不仅感慨生命的神奇。

相较于海洋生物的自我进化与选择,人类潜往深海的难度要大得多。那么除了人类,其他东西能够前往马里亚纳海沟海沟吗?

一块砖的设想:海底的“新事物”

小时候我们喜欢用小石块在和河边打水漂,而后看着石块沉入水底。那么如果将这些石子换成砖块,它能沉入水底吗?如果将砖块扔进马里亚纳海沟也会一沉到底吗?

首先,我们得考虑砖块到底能不能沉入海底。一片叶子只会漂浮在水面上,而一块极小的石子却能沉入水中,这之中影响它们的因素便是密度。

当一个物体的密度大于数海水的密度时,它就会下沉。

正常气压之下,水的密度为1000千克每立方千米。并且随着海水深度的增加,其密度也会逐渐增加,若是将其替代为马里亚纳海沟,其11千米深处的密度大概增加百分之五。

而砖块的密度则为1800千克每立方米,这就表示砖块不仅会下沉到水中,还会沉入海底。

虽然砖块不用像人类一样需要克服低温与黑暗的困难,但同样也面临着另一个难题:压强。

海水深度每增加10米,它的气压就上升一个标准单位,等到了马里亚纳海沟深处,其水压就相当于1100个大气压。高压就意味着砖块可能还没能到达海沟底部,就已经因为海水的压力而彻底粉碎。但从计算结果来看,砖块并不会粉碎

如果将马里亚纳海沟底部的压强换算成重力的话,其海沟底部每立方米所承受的重量应当为112千克。我们的砖块所能承受的重力为3千克左右,若是在陆地上,早已被压得粉碎。

但是,当砖块沉入海底之后, 它所承受的力便不止砖块顶部的压强,还有来自于海水各个方面的力,由于处于同一深度,因此这些压强都是比较均衡的。更何况砖块虽然是实心的,但却具有吸水的特性。所以,当它沉入海底后,并不会被海底的压强压得粉碎。

既然我们确保了砖块能够平安潜入海底,那么它需要多少时间呢?

砖块落水的时间需要从两个方面来进行讨论。如果它是竖着落水的话,由于其横截面较小,所以受到的阻力也就更少,在这样的情况下,砖块落入水中受重力、浮力和阻力三种力的影响,最终沉入海底的时间大概为67分钟

而若是用横截面最大的方式入水的话,其受到的阻力就会更大,最终抵达的时间也就更长,可能会接近两个半小时的时间才能进入海底

实际是,不仅砖块能够到访马里亚纳海沟深处,就连许多其他东西都能到达。在人类对马里亚纳海沟的研究中发现,海沟5000米到10908米的深海处,微塑料含量极高,就连海沟底部都有它们的身影。这便表明,除了人类之外,其他事物来到海沟深处的难度要小得多,也表明即使是海沟深处,也无法败落海洋污染的困境。

尾声

如今的海洋仍有许多地方是人类无法探测的区域,关于举行海怪的传说也层出不穷。但在这些传说被证实之前,我们却首先证实了人造物能够来到海底的可能性,它们对海洋深处的环境起着破坏性的作用。

无论是陆地还是海洋,它们都是地球的一部分,保护自然环境应当从方方面面做到。即使如今的海洋充满未知性,我们也不能对其进行贷款性污染。

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页面更新:2024-05-01

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