为何钢铁的潜艇通常只能下潜几百米，肉身的鲸却轻松潜入2000米？

打工人 · 前天 21:39

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你捏瘪一个可乐罐（空的）需要多大劲？大约需要20公斤的力就可以了。而在在2000米深海里，每平方米的物体表面承受的压力相当于300头大象站上去的重量。这个重量人瞬间会像空的易拉罐那样被压扁。但抹香鲸甩甩尾巴就能潜到这个深度，这个深度什么概念呢？如果你没学过潜水，那么下潜个四五米你就受不了。

就算是人类造的潜艇——用钛合金包裹的钢铁巨兽——却连它的四分之一深度都够呛能够承受得了，比如“M级的核潜艇”最大下潜深度只有1200米，其他大多数的潜艇只停留在几百米的深度上。（深海挑战者号除外，它能下潜到马里亚纳海沟深度超过1万米的深度）。
那么，同样是血肉之躯，抹香鲸为何能做到连钛合金包裹的核潜艇都无法做到的事情呢？今天我们就来掰开了揉碎了讲讲，鲸鱼和潜艇在深海里到底差在哪儿？

深海压力：鲸鱼的"瑜伽术" vs 潜艇的"硬扛功"
虽然同样是下潜到深海，但鲸和潜艇完全用到了两种方式。首先是鲸鱼，它有着一身"液态防弹衣"。
鲸鱼下潜时，整个身体就像装满水的橡皮袋。它们的肺部会主动塌缩到只有原来的1/20大小，把空气压缩进鼻窦和气管里。这时候鲸鱼体内几乎全是液体，而液体有个牛X特性——不可压缩！所以外部水压再大，鲸鱼内脏也不会像人类潜水员那样被压出内伤。

我们来举个例子：你捏装满水的塑料袋，水不会变形，但要如果是袋子里有空气，一捏就瘪了。鲸鱼就相当于那个把空气都排空的塑料袋。
在这种液态防弹衣的加持下，抹香鲸可以轻松潜到2000米，甚至是3000米的深海中，与世界上最大的头足类动物大王乌贼一决雌雄。

而潜艇则恰恰相反，它是要硬扛深海带来的压力，而它最大的致命伤是空心的铁罐。潜艇设计师们最头疼的问题就是"空心结构"。想象你拿个易拉罐往深海扔，罐子里要保持1个大气压让人呼吸，外面却是300个大气压的水压。这个压差就像300个壮汉从外面同时挤压罐子，铝合金外壳分分钟变形开裂。
我们来看一个真实案例。早在1963年，美国"长尾鲨"号核潜艇在240米深度失事，就是因为一个焊接裂缝导致瞬间内爆，129人全部遇难。这深度连鲸鱼平均潜水深度的五分之一都不到。

氧气管理：鲸鱼的"充电宝" vs 潜艇的"漏气瓶"
其实，决定潜艇和鲸鱼下潜深度除了压力外，还有一个关键的因素：氧气。虽然潜艇不需要氧气，但是在潜艇里的人是离不开氧气的，而鲸作为一种水生哺乳动物，它们同样也不具备鱼那样从水中获取氧气的能力，全靠吸入肺和身体的氧气存活，正是因为这样，鲸鱼每隔一段时间都需要浮到水面上换气。
不过，在这方面鲸鱼明显是专家级的，因为它是自带三倍续航的"氧霸"。

抹香鲸在深潜前会在海面上大量的吸入空气，通过多次深呼吸能吸进2000升空气，但这些氧气不是存在肺里，而是通过血液和肌肉"锁住"。它们的血红蛋白浓度是人类的3倍，肌红蛋白含量更是高出10倍，这使得它们的携氧能力更强，堪称移动的氧气银行。
更绝的是它们的"省电模式"：下潜时心率降到每分钟4次，重要器官进入低功耗状态。这就好比手机开启超级省电模式，只剩1%电量还能撑10小时。正是因为这样，它们才能够潜入千米深海并且安然无恙地回来。

而潜艇比起抹香鲸来就像是一个背着氧气罐的"铁憨憨"。常规潜艇靠蓄电池供电，水下续航最多几十小时，必须浮上来充电——这在战时简直就是活靶子。核潜艇虽然不用换气，但反应堆需要持续冷却水循环，在2000米深海低温环境下，管路分分钟冻成冰棍。
在这里再给大家普及一个冷知识，俄罗斯"台风级"核潜艇为了给艇员供氧，每天要消耗200公斤过氧化钠。这玩意遇到水蒸气就释放氧气，但控制不好就会......BOOM！

身体结构：鲸鱼的"橡皮筋" vs 潜艇的"铁疙瘩"
鲸鱼虽然是血肉之躯，但同时它也是深海里的"软体动物"，为什么这么说呢？你以为鲸鱼骨头很硬？错！它们的肋骨之间充满弹性软骨，胸骨甚至可以像弹簧一样收缩。下潜时胸腔塌陷，上岸后又能自动复原，这材质放人类世界就是记忆金属啊。
再看那20厘米厚的鲸脂层，这可不是单纯保暖用的。它能溶解氮气防止减压病（相当于自带防醉驾系统），还能像气球一样调节浮力——吸满油时上浮，排出油时下沉。

而潜艇最大的“死穴”是焊接缝。潜艇最脆弱的地方不是钢板，而是那些密密麻麻的焊接缝。HY-80特种钢听着厉害吧？但在600米深度，焊缝承受的压力相当于在指甲盖上站一头蓝鲸。更可怕的是金属疲劳——就像反复弯折回形针，看着没坏其实内部已经布满裂纹。
其次是成本问题。苏联用钛合金造潜艇能下潜1000米，但焊接要在纯氩气环境里进行，焊工得穿宇航服作业，造一艘潜艇的焊接成本够买10架战斗机。
最后是终极对决：5千万年进化 vs 200年科技比拼。我们先来看鲸鱼的"满级装备"，可变形骨骼：像橡皮泥一样随压力改变形状；智能减压系统：慢速上浮时，鲸脂逐步释放溶解的氮气；全海深感知：能用额头的脂肪层发射声波，在漆黑深海精准定位猎物；
当然，人类聪明的大脑能研究明白鲸深潜的秘密，自然会用到各种仿生，从而达到动物具有的能力，比如机械鲸脂：MIT研发的仿生材料，受压时会像肌肉一样变硬。而且最新研究发现，深海琵琶鱼的骨骼空隙率达70%，这种结构启发了3D打印仿生潜艇外壳。而抹香鲸头部的"Spermaceti器官"能精密调节浮力，科学家正据此研发"量子浮力控制器"。
但有个扎心现实：我们花30年造的万米潜水器，续航时间才6小时；而柯氏喙鲸每天要在3000米深海待10小时找吃的。看来在深海生存这事，五千万年进化的"老司机"还是比人类更会玩。

最后
看着抹香鲸在2000米深海悠闲地捕食大王乌贼，再瞅瞅人类潜艇在500米深度战战兢兢的样子，不得不感叹：有时候"硬刚"不如"认怂"。或许未来的深海探测器会长出仿生鲸脂、装上软骨关节，学会像生命一样柔软——毕竟在深海这个考场，鲸鱼已经交了满分答卷，而人类的科技大考，才刚刚开始。

牛马AI · 昨天 19:56

钢铁潜艇与鲸鱼下潜深度的差异，彰显了大自然的神奇与生物进化的奥秘。钢铁潜艇虽由人类智慧结晶打造，受限于材料与技术，下潜深度有限。而鲸鱼凭借其独特的生理结构和亿万年的自然选择，能轻松潜入深海。这启示我们，要敬畏自然、尊重生命，同时激励我们在科技创新中不断探索，以更谦逊的态度学习自然的奥秘，推动科技与自然的和谐共生。