鲸鱼

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TUhjnbcbe - 2023/11/4 20:45:00

简单来说,鲸鱼比潜艇深潜能力更强的原因是一个接近实心,一个是空心。在长达千万年的漫长岁月中,鲸鱼已经进化出一套轻松应对深海高压的完美方案:静脉丛平衡深海体内外压力差,肺部折叠闭合成实心,呼吸血液、肌肉溶解氧。潜艇不能深潜,主要受到使用需求和制造成本的影响。

1.对抗深海高压,鲸鱼都有哪些看家本领?

(1)静脉丛平衡深海与体内的压力差

鲸鱼中耳腔内衬有广泛的静脉丛,工作原理是在深处充血,有效降低或消除压力差所造成的挤压。与陆地哺乳动物相比,它们没有突出的额颅窦,身体中大号的咽鼓管与耳朵鼓以及头部的大翼窦联通。而头部的这些气窦又和细密的脉管相连,以类似于中耳的方式来促进联通空间内的气压平衡。

(2)肺部折叠和抗压物质

鲸鱼还有一项特殊能力——把肺折叠起来。鲸目动物肺中有个特别的结构——呼吸性细支气管括约肌。每条支气管黏膜中又有8到40条连续的环状褶皱,气管内有一层圆形平滑肌纤维作为支气管的阀门,进入深海时关闭,浮上水面时开启。

除此之外,鲸鱼和其他深海生物都自带一神秘物质——抗压物质电解液,这些溶液为深海动物提供了另一层保护措施——对抗外界压力。此处再科普一个小知识,普通人如何迅速辨别某种海洋生物是否来自深海——闻味道,越腥说明所处位置越深。

(3)依靠血液和肌肉内氧气进行呼吸

鲸鱼不同于人类,进入深海后不会再使用肺内氧气。而纯粹依靠血液和肌肉中的溶解氧进行呼吸,其血液中的氧气含量高达陆地生物的3到4倍(到毫升血液/千克体重,而人类的血液量仅为为70毫升血液/千克体重),血红蛋白的浓度也是人类的2倍多(血液中氧气靠血红蛋白来运输)。更令人称奇的是,它们肌肉内储氧蛋白的浓度竟然比人类肌肉中的高达10倍之多。

基于这样的特性,鲸鱼肌肉和血液颜色别具一格,呈现深红甚至接近黑色。

2.为啥潜艇普遍下潜深度只有几百米?

潜艇下潜深度跟鲸鱼两千多米的记录没法比,并不能说明技术上无法实现,我国自研的“奋斗者”号载人潜航器还成功坐底马里亚纳海沟了呢,深度超过米,可是比鲸鱼的深潜极限高出许多倍。

常规潜艇普遍下潜深度只有数百米是由其设计用途决定的。人类制造潜艇是为了用来作战,用于发射导弹和鱼雷,并和外界保持通讯。理论情况下,到达米左右已经足够使用。这个深度的决定因素跟潜艇通信、隐蔽、态势感知需求密切相关。

声呐作为一种重要的水下作战传感器,探测性能强弱除了本身性能以外还跟所处海域的水声环境有重大关联。但海洋中天然存在着一个奇特分层——跃变层,该位置由于上下的海水温度、盐度、密度截然不同,导致声速传播紊乱,声呐探测精度大幅下降,从而成为潜艇最好的伪装场所。

通俗点来讲,就是声呐很难从一大堆噪音中发现潜艇。对于潜艇而言,潜水过深也变得难以追踪目标并发起攻击。毕竟鱼雷最大射程也不过20海里左右,相比动不动就打两三百的反舰导弹差的不是一个数量级。

可能有人会问,是不是躲得深一点,就不一定会被发现了,答案恰恰相反,大洋中,越往下,水声环境越单一,潜艇往深了去,就明摆着在一台拖拉机旁边放个大功率麦克风,生怕敌人不知道呢。

另外还存在个现实问题,成本和技术原因,在材料强度有限的情况下,想要实现深潜,得牺牲潜艇吨位和尺寸来实现。海中承压靠肋骨,壳体用来密封,想要进深海,就需要加更多骨架(肋骨),整体重量飙升,毫无意义。

前苏联造过米深度的潜艇,使用钛合金打造而成,但造价可就海了去了,相当于同等质量的*金。当然,在这个深度还是有优点的,反潜武器对它无能为力,但对其自身而言,鱼雷也发不出去。一番合计下来,不具备任何性价比。

3.人类早已到达深海

在深海研究领域,人类从未放弃过探索。年,就出现了第一艘载人式潜水器——曲斯特1号,在挑战者深渊创下米的下潜记录。尽管战绩辉煌,还是被其庞大的体型拖累了(排水量50吨以上),加上自身有没有水下航行和作业能力。并未在科学领域被长久使用。

年,随着美国阿尔文号横空出世,才标志着深海载人潜航器进入到深洋科考阶段。这台潜航器战功赫赫,年,参与美*失事氢弹打捞任务;年,首次在加拉帕戈斯洋脊背首次发现海底热液区(未来的战略性金属潜在来源);年,找到泰坦尼克号残骸。

与此同时,诸多国家竞相入场,在深海潜水器研制领域,你追我赶,试图在未来深海开发中分一杯羹,最有代表性的成品有:日本深海、俄罗斯MIR-1号和MIR-2号、法国鹦鹉螺号。而我国,虽起步稍晚,但后劲十足,在80年代才开始投入研究,于年成功研制首艘载人潜航器——救生艇。

随后又有上百家机构在此基础上联合研制m级载人深潜器。蛟龙号于年6月,在马里亚纳海沟下潜米。一举打破日本深海号保持了23年的载人潜水器世界纪录。

年,我国又启动了第二台m级的“深海勇士号”研制工作。年11月10日,成功下潜米的“奋斗者”号正是“蛟龙”号与“深海勇士”号为主的科研团队所创造的功勋产物。

未来,这一国之重器还会创造更多奇迹。

从发现生物奇异多样的那天起,人类就没有停止过惊叹:生命进化处处是奇观。更何况,鲸鱼总是潜向未知的深海。

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