爱采购

发产品

  • 发布供应
  • 管理供应

把花岗岩扔在太平洋上,它会被压碎,还是会一直沉到海底?

2021-10-28 2620 0.5M 0

把花岗岩扔在太平洋上,它会被压碎,还是会一直沉到海底?

为何人类可以从一种普通的哺乳动物进化成现在这样的“文明主宰”,学界的观点各不相同。有学者认为,直立行走是人类获得自然生存优势的关键之一。简单地用后肢行走后,人类的视野由于直立而明显地变得宽广,能够利用原本良好的视力发现远处的猎物,或发现潜在的危险。

所以连古人都明白“站得高看得远”这个简单的道理。诚然,在地球上,高度和许多现象是有联系的,我们一般是以海平面为基准,用“海拔”来计算陆地的高度。


某地的海拔会对气候产生影响,在不同的海拔高度动物和植物、空气和温度都有不同。在这里,大气压力也是一个会影响海拔的因素。当高度增加时,大气压力也会降低,因为这里的空气变得越来越稀薄。

而且到了海平面以下,人们要承受的不仅仅是大气的压力,还有海水的压力。由于海水的密度明显大于空气,所以海水的压力变化比陆地上的大气压变化更为明显。当人类探索海洋时,海床上的水压一直困扰着我们多年。所以,人类如何才能克服这个困难呢?


人如何探索海底

直到工业化时代,人们才能不借助其它工具“潜水”,因此能够潜水的时间和深度都十分有限。在上个世纪早期,现代潜艇被发明出来,人们可以借助这个工具进入海底,近距离地观察这个神秘、多彩的世界。

地壳最深处是马里亚纳海沟,它的最深约11千米,能容纳一整座珠穆朗玛峰。今天,人类已能到达海底八千米以上的地方,这也基本上是生物圈的“极限”。生活竟能在如此恶劣的环境中生存,令人感叹大自然的神奇。


潜艇一般采用流线型设计,一方面是为了减少水流阻力,另一方面是为了抵抗海底强大的水压。因为钢能承受巨大的压力,人的身体却不像深海里的鱼那样能够调节体内和体外的水压。

然而,即使是各种坚硬的无机材料,也会有他们自己的极限,我们能否知道这些坚硬的材料在遇到强大的压力后会怎样?当我们在陆地上分割这些物质时,我们经常把它们粉碎,那么它们在海底会被压碎吗?


硬质材料——花岗岩

从自然界中可以直接获得的各种物质中,花岗岩是硬岩石之一。岩石可以被认为是大陆的基本组成成分,用一种比喻来说,它就像是我们脚下大地的“骨头”。这类岩石主要由矿物组成,如石英、钾长石和斜长石,它们是如何形成的?

过去,这一问题曾引起许多争议,但目前地质学界已基本达成共识,即花岗岩是由不同成分的岩石在地壳内共同形成的,这一过程叫做“熔融固结”。根据花岗岩的特殊成分,可以判断出某一地区岩石的分布情况和类型。


人们很早就开始利用这种石材了。它是我们能找到的最坚硬的天然建筑材料,它的肖氏硬度大于70,每平方厘米能承受1000~3000公斤的压力。花岗石磨光后会呈现出美丽、温润的色彩,而且色彩和图案多样,因而一直为人们所喜爱。

到了现代,由于打磨、切割技术的进步,花岗石开始得到更多的重视,相对于其它人工合成材料,花岗石对我们的生活环境几乎没有污染,而且花岗石储量非常丰富,是一种非常理想的建筑材料。


把花岗岩扔到太平洋里去怎么样?

在我国古时候,有一个“自相矛盾”的故事,讲的是一个贩卖军火的人,宣称他的矛能刺穿一切东西,而自己的盾却能抵挡任何攻击。所以有人问他:「若用你的矛攻击你盾,结果会怎样?」这人就哑口无言。

相信许多人听了这个故事后都会感到好奇,如果这个故事是真的,那么最后的“矛”和“盾”究竟谁赢了?虽然我们无从知道故事结局的方法,但我们还是能知道《花岗岩丢在太平洋上》的结局是怎样的,因为我们可以根据各种数据进行推测和计算。


让我们先看一看太平洋的深度。作为世界上最辽阔的海洋,太平洋的平均深度为3957米,而太平洋最深的地方当然是马里亚纳海沟,最深处为11034米。如果把花岗岩扔进太平洋,那它就有可能被洋流冲走,最后的落点也是难以预测的。

这里不考虑现实的因素,只看“理想”实验状态,那么密度远大于海水的花岗岩一定会不断下沉,最后到达马里亚纳海沟的万米深处。


首先,我们要计算出马里亚纳海沟底部的海水压力。从一般的压强计算公式中可以知道 p=ρ gh,在海底11000米深的压力约为1.1亿帕。这种压强是什么概念呢?也就是说每平方米要承受1亿1千万头牛的压力,根据地球重力换算成公斤,大概有一万多吨。

显然,花岗岩不能承受这么大的压力,那么花岗岩会不会被海底压碎呢?回答也许出乎每个人的意料,就是没有。为何出现这种结果?


为何海底的花岗岩没有破碎?

假如花岗岩只要在海水中受压就会破碎,那么海底也不存在岩石的“底”,很明显这种事并没有发生。那这块沉没在10000米以上的海底的岩石究竟发生了什么事?回答是它极有可能被“压缩”!

也许对许多人来说,一块密度大、质地硬的石头怎么可能被压缩成海绵?事实上,这也并非不可能,因为海水的压力并不是作用于花岗岩的某个点,而是被均匀地环绕着整个岩石。由于在不同位置上的压力相同,岩石才能继续保持其形状。


当我们敲击鸡蛋壳时,我们会发现,蛋壳本来是非常脆弱的东西,但如果从每一面均匀施力,那么蛋壳所能承受的力也是相当大的。

所以花岗岩在被抛向太平洋之后并没有破碎,而且大多是受到巨大压力的挤压,结构变得更加紧密,然后沉入海底,最终经过漫长的地质变迁,回到地壳本身,重新成为地球“骨架”的一部分。但人类创造的其他物质也许就没那么幸运了,只要它们本身存在弱点,就有可能发生巨大的变形,甚至被完全压扁。


为什么深海生物能生存?


人是一种陆生动物,我们的身体所能适应的压力大概是一个标准的大气压,所以如果我们不增加外界的保护措施,人类能潜入的深度大约是海底一百米,这就是极限。

但生活在海床上的鱼就不同了,他们可以在深海里自由地生活,不用担心被强大的海水压力“压扁”,这是为什么呢?第一,有些生物本身含有大量的水分,这些水分能够平衡体内和外部的压力,例如,水母的体内有百分之九十五到九十八的水分。


一种名为钝口拟狮子鱼的鱼,在深海约6000米的深海中生活着,这种鱼很明显不像水母那样都是水,那它们是如何在巨大的压力下生存的呢?

据科学家研究,钝口拟狮子鱼没有坚硬的骨头,身上主要是一块非常柔软的软骨,头骨还留有一些空隙。除结构上的差异外,我们还发现钝口拟狮子鱼体内有一种名为氧化三甲胺的化学物质,它能稳定蛋白质结构,同时细胞中也有特殊的蛋白质保护作用,这一点我们已经做好充分准备。


结论

由于深海生物能适应特殊环境,所以它们不会死在海底,而是在浅水或被人类捕捉到水面时死亡。我们在市场上看到的那些深海鱼类,其实并不是因为离开了水就没有办法呼吸,窒息而死,而是在比较小的大气压下因为内脏出血,破裂而死。

还得感叹大自然的神奇,能让地球的每一个角落都有生命存在。而且人类也没有因为这些自然环境的阻隔而停止自己探索的脚步,制作出各种先进的工具,也是一项非常了不起的成就。


令人烦恼的是,科学家在对深海的探索中,也发现了本不该出现的东西,即人类制造的垃圾。玻璃钢、合金和塑料产品都是很难降解,而且在短时间内几乎不可降解的东西,这些垃圾在人类活动中已大量流入海洋,给我们的环境造成严重污染,并时时刻刻威胁着海洋生物的生存。

甚至在海床这么深的地方都发现了人类社会的垃圾,地球的未来无疑值得我们担心。从长远来看,受影响的当然不只是其他动物,还有人类。所以对海洋的保护已成为当今最重要的环境问题之一。




您还没有登录,请登录后查看详情



举报收藏 0打赏 0评论 0
  • myb2b
    加关注0
  • 没有留下签名~~
本类推荐
下载排行

入驻

企业入驻成功 可尊享多重特权

入驻热线:18017660909

请手机扫码访问

小程序

小程序更便捷的查找产品

为您提供专业帮买咨询服务

请用微信扫码

公众号

微信公众号,收获商机

微信扫码关注

顶部