将一块砖头扔进马里亚纳海沟,沉到海底需要多长时间?


马里亚纳海沟的深度在11929米左右,海沟底部的水压大约等于地表气压的1100倍,科学家根据砖头的重力和海水在不同深度的密度和浮力变化等因素,计算出砖头在海水中下沉的前期加速度和后期匀速度,得出一块砖头沉入马里亚纳海沟需要的时间为67到68分钟。
马里亚纳海沟海洋占据了地球上大部分的面积,海洋深处的很多地方对人类来说也是未知的,由于科学技术的限制,人类还无法对其进行探索。海洋中最深的地方就是海沟,比较著名的有爪哇海沟、汤加海沟等,最深的则是马里亚纳海沟,深度达到将近12000米,比珠穆朗玛峰的海拔还要高3千米,也就是说把珠穆朗玛峰水平倒立的话,其深度比马里亚纳海沟还相差3千米。
水的密度、压力如果把一块红砖扔下马里亚纳海沟,那么从从红砖扔入海水开始,一直掉到近12000米深的海沟底部需要多少时间呢?要计算出这个结果,必须要先知道关于水的数据,海水中含有的盐分等物质比较多,所以密度比淡水要大,一般在每立方米1030公斤左右,而且还会随着海水深度而增加。海水的压力也比较大,会随着海水的深度增加而增加,马里亚纳海沟底部的水压非常惊人,如果我们人类到达这里的话,就会承受相当于200辆卡车向下压的水压,这对人来说无疑是灭顶之灾。
海水中的砖头砖头的密度约为每立方米1800公斤,是远超过海水密度的,所以即使砖头掉到了马里亚纳海沟底部,也不会受到影响造成损坏。科学家根据砖头的密度和面积,计算出了砖头掉入海水时所受到海水的浮力,根据力学原理方程式计算出,一块砖头从海面掉到马里亚纳海沟底部需要4036秒时间,也就是60多分钟、将近70分钟。当然这个砖头掉落时间只是一个科学计算,并不代表砖头的实际掉落时间,因为毕竟还没有人做过此类实验。

我们都知道世界最高峰为珠穆朗玛峰,它的高度为8848米,位于喜马拉雅山脉山麓,珠穆朗玛峰是地球的最高点,如果地球是平的,那么站在珠穆朗玛峰的山顶,几乎可以看见地球的任何地方,作为地球的最高点,珠穆朗玛峰已经成为人尽皆知的地点,我们已经知道了地球的最高点,那么有多少人知道地球的最低点呢?能够回答这个问题的人可能并不多,地球的最低点位于太平洋的东部一个叫做马里亚纳海沟的地方,马里亚纳海沟是世界上最深的海沟,它的平均深度为8000米,最深的地方达到11034米,比珠穆朗玛峰整整高了2100多米,相当于一个半泰山的高度,如此深的海底如果一个人游泳的话,需要很久才能到达这个海沟的海底,但是如果向马里亚纳海沟扔一颗砖头,这颗砖头多久才能到达马里亚纳海沟的海底呢?


珠穆朗玛峰
平时,我们把一块砖头扔进池塘里面,砖头很快就沉入到池塘的底部,那么石头在海洋中沉没的速度是否和池塘沉没的速度一样呢?其实不是的,池塘里面装的是淡水,而海洋几乎都是海水,海水的密度要比池塘淡水的密度要小一些,砖头在海水中沉入的速度要低一些,因此砖头在池塘和海洋中沉入的速度是不一样的。


一块砖头
根据科学家计算,一块砖头的淡水中的沉入速度为平均3米每秒,而在海洋中海水的沉入速度为2.7米每秒,马里亚纳海沟的最深处为11037米,因此一块砖头沉入马里亚纳海沟海底,理论上所需的时间为4087秒,也就是1.13个小时,为什么说理论上呢?


潜水器在深海探测
因为实际的情况是,砖头在没有沉入到马里亚纳海沟的海底就已经被压碎了,我们都知道海底中有压力,深度越深压力就越强,海水每增加10米,压力就增加一个大气压,海水的密度为1030Kg/m3 ,根据液体压强计算公式p=密度×gh计算,海底1000米左右的深度的压强就等于104 kgf/cm^2,这是什么概念呢?相当于人体在这个地方遭受453公斤的压力,不要说人体,砖头在这深度已经被压碎了,而马里亚纳海沟11034米深处的压强高达1100个大气压强,相当于1平方厘米的面积,最少需要承受1.1吨的重量,这个压力足以可以把一辆坦克给压扁,所以说如果附上这个条件的话,砖头是永远无法到达马里亚纳海沟的海底的。


马里亚纳海沟8000深处的狮子鱼
尽管马里亚纳海沟深处的压强非常大,科学家依然在马里亚纳海沟8000米左右的深度地区发现生存着一种鱼,这种鱼被叫做狮子鱼,它们所承受的压力相当于1600头大象同时踩在它们头上,但是它们却安然无恙,为什么会这样呢?因为这种狮子鱼已经适应了深海的生活,与其他鱼类不一样,狮子鱼为了适应海底强大的压强,鱼皮都给淘汰了,取而代之的是身体是一层几乎透明的薄膜,而且狮子鱼的身体里面充满了水分,从而维持身体与深海压力的平衡,更重要的是狮子鱼的骨骼和肌肉非常有韧性,容易弯曲,即使遭受强大的压力,骨骼和肌肉也不会被压断或者压烂,正是这些因素让狮子鱼能够在马里亚纳海沟这种压力极强的地方生存。


马里亚纳海沟8000深处的狮子鱼
由此可见这个世界之大,无奇不有,同时也在惊叹生命的百折不挠,和环境顽强斗争的精神。


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