此前,印尼潜水艇在海洋中行进遭遇断崖,最终由于下潜过快被水压压成碎片的事件引起了不少人的关注,人们纷纷感慨,原来钢铁铸造的潜艇在海中竟然是如此的脆弱,遭遇断崖立即就会“船毁人亡”。相比之下,鲸鱼却能够在各个深度之间来回畅游,十分神奇。
能在海中肆意游荡的鲸鱼
那么,为何鲸鱼的潜水深度是核潜艇的数倍?难道说鲸鱼肉比刚才还硬吗?接下来,就让我们一起来看看,这其中到底藏着怎样的玄机!
人类建造的“深海巨兽”核潜艇
鲸鱼超强的潜水能力在绝大多数人的印象当中,鲸鱼是自然界当中出了名的大个头,它们的体型往往十分巨大,看起来是能够轻松做到“宰相肚子里能撑船”的。并且有时候人们会将生活在海里的鲸鱼误认为是鱼类,毕竟它的名字里都带鱼,却不知道这家伙本质上是哺乳动物。
鲸鱼的种类非常多,比如经常上演“世纪对决”戏码的座头鲸与虎鲸,它们两都是鲸目,但是体型和灵敏度相差还是非常大的。除了在体型和外观方面会有着明显的差异,不同种类鲸鱼的潜水能力也是存在很大区别的。
鲸鱼的部分种类示意图
比如说小型的齿鲸下潜的深度就十分有限,往往是在100到300米左右的位置徘徊。而像体型最大的齿鲸抹香鲸就不一样了,这家伙体长可达18米,体重超过50吨。明明算是鲸鱼家族当中不太灵活的重量级选手,潜水能力却是相当的出众,可以算是鲸鱼当中的“潜水冠军”了。
根据资料来看,抹香鲸可以轻松下潜到3000米左右的地带,并且在这里呆两个小时是没有任何问题的。
海洋哺乳动物潜水排行示意图
要知道人类目前最强的核潜艇,能够下潜的深度不过也才1000多米,并且大部分都在300米到600米打转。这就能够看出,抹香鲸的潜水能力是核潜艇的数倍,甩了人类设备几条街。
由于海中的水压是根据深度不断在增加的,这种水压就连钢铁做成的核潜艇都能碾碎,非常的恐怖。可是在面对鲸鱼的时候似乎不起作用了,难道是因为鲸鱼真的“皮糙肉厚”,其肉比钢材还要硬吗?
被水压压碎的潜艇的艉部
事实上,作为需要使用肺呼吸的哺乳动物,鲸鱼在下潜之前是会在水面猛吸一口气的,而像抹香鲸这种大型鲸鱼,它们的肺不仅数量多,体积也更大,这就使得它们吸气之后可以使用很久,不需要进行频繁的换气。以上,是它们解决吸氧问题的关键。
不过,人们更关心的还是为什么鲸鱼可以承受住水压的变化。
雌雄抹香鲸和人类的体型对比图
其实从它们的身体构造就能看出来,它们确实是皮糙肉厚。但是在这之下,还藏着玄机,那就是它不少骨骼的连接部位,实际上是比较松弛的。而其胸部也相对柔软,这就导致面对较大的水压时,鲸鱼会收缩自己的胸部和肺部,从而使体内的压力和外界的水压达到相对的平衡。
一旦达到了平衡,水压对它的伤害就可以降到最低了,甚至说都难以被察觉,毕竟早就已经习惯了。
抹香鲸的骨骼示意图
这时有人可能会说,如果不断挤压肺部难道不会将刚才在水面深吸的那口气都挤光吗?这样的话,鲸鱼又凭什么能在水下这么深的地方呆这么久呢?
这实际上是因为它们在挤压肺部的时候,是将肺部的空气赶到了肺内坚硬细小的“细支气管”当中,这相当于将其分散储存了。所以,鲸鱼才能做到既挤压肺,又能够正常呼吸的情况。
“深海之王”抹香鲸
并且不少科学家认为,它们还可以通过挤压鱼鳔当中的空气,来实现与外界的压力守恒。
那么,既然人类已经完全理解了鲸鱼的潜水技巧,甚至明白它们是如何维持压力平衡的,为何不能将其应用于核潜艇上呢?
全身覆盖钢甲的核潜艇
核潜艇为何做不到这样?其实核潜艇的外观和鲸鱼还是比较相似的,甚至有些模仿的意味,对此不少人表示如果某头鲸鱼“近视眼”是有可能爱上核潜艇的。可是在潜水能力方面,二者确实还是相差甚远。
首先从核潜艇和鲸鱼的构造来看,核潜艇虽然是特制的金属材料制成,按理来说比鲸鱼的皮肉更加坚固,更能承受水压的变化,但事实却不是这样。
很多潜艇设计都受到了抹香鲸的影响
因为随着下潜深度的提升,对待水压要采取的并不是强硬地“抵抗”,而是要学会和鲸鱼一样使用以柔克刚的方法。
简言之,鲸鱼虽然没有钢铁般坚硬的皮肉,但是正是它身上肉的“松紧有度”,使其能够通过调整身体来实现压力守恒。至于核潜艇反而是被刻板的外观所限制了,难以利用这种方式做出改变。
相当“聪明”的抹香鲸
其次从鲸鱼不断挤压胸肺来平衡水压的行为来说,核潜艇是肯定做不到的。因为核潜艇首先要确保的是其中工作人员的安全,让他们处在一个安全的环境当中。所以要在不妨碍其中人类生存的情况下,做到和鲸鱼一样,那是不可能的。
所以,咱们只能寄希望于核潜艇本身的外部条件是铜墙铁壁,能够扛得住水压的攻击。
潜艇的内部结构示意图
目前来看,对待1000米以内的水压还是比较容易的,但是也要警惕出现断崖,下潜深度骤然超标的情况,就像咱们开头所说的印尼潜艇。
综上所述,相信大家都明白了为什么核潜艇看起来明明比抹香鲸更加“坚固”,却无法下潜到相同的深度。
海中断崖现象的示意图
毕竟从本质上来说,核潜艇是在抗衡水压,而鲸鱼则是在利用自己的进化优势排解水压,使其变成自己可以接受的样子。
由此可见,想要让核潜艇的下潜深度不断提升,我们依旧要向鲸鱼学习。不过这种学习绝不是照葫芦画瓢,而是要在鲸鱼下潜原理的基础上做出一定的改变和创新,使得这种方法适用于核潜艇,符合人类的需求。
深海中游行的抹香鲸
值得一提的是,别看鲸鱼的潜水能力确实很强悍,但是它们在潜水时也会发生意外,甚至有一些也患上了“潜水病”,这又是怎么回事呢?
鲸鱼潜水也会遇见意外咱们在前文中叙述了有关抹香鲸潜水的相关特征,可以看出这家伙确实在漫长的进化当中,掌握了一定的本领,并且也让自己的身体更适合潜水。但是民间有这样一句俗话叫做“淹死的都是会游泳的”,而抹香鲸也会这样。
因为鲸鱼的寿命还是比较长的,但是长寿不代表着体内的器官功能不会老化,所以有时候不少“不服老”的鲸鱼会下潜到自己身强力壮时到达的深度,并且在那里依旧待相同的时间。
抹香鲸一般能活到80岁左右
可是由于身体当中器官的老化,导致它们高估了自己的潜水能力,最终在氧气不足的情况下没有顺利上浮到水面换气。这样的话,哪怕是鲸鱼,也是会被“淹死”的,虽然听起来不可思议,但是事实确实是这样。
此外,科学家在最新的研究中发现,抹香鲸的骨骼内部是有减压病的症状的,因为在这里出现了类似人类潜水员骨骼当中的“小坑隙”。
减压病又称“潜水员病”
所谓的减压病指的就是水下的高压会将肺部空气当中的氮挤出来,并且将融入血液当中,导致血液或者身体里出现气泡,最终导致身体组织缺氧。
此前人们一直以为抹香鲸能够完美解决这一问题,可是从其骨骼内部的研究来看,抹香鲸其实也会患上减压病,甚至有的还会因此搁浅身亡。
搁浅在岸边的抹香鲸
当然,科学家认为鲸鱼如此慌忙地上浮,与商业捕捞船的活动也有关,它们极有可能受到了惊吓才会做出这种举动。