2000米深海连钢铁铸造的潜艇都能压扁，为何血肉之躯的鲸却没事？

2012年3月26日上午7时52分，加拿大导演詹姆斯·弗朗西斯·卡梅隆乘坐澳大利亚制造的载人潜艇“深海挑战者号”对地球上最深的地方马里亚纳海沟发起了挑战，经过2小时36分的下潜，潜艇到达了10898米的海床并待了3个小时，卡梅隆也成为了历史上第一个潜入最深深渊的人。

1万多米都没有把潜艇给压扁，显然2000米对潜艇来说也不是什么问题，而放眼整个“鲸界”，下潜深度最深的是柯氏喙鲸，它的下潜深度记录为2992米，其次是抹香鲸，下潜记录为2000米，所以，鲸能下潜的深度，潜艇照样可以，鲸无法到达的深度，潜艇也可以。
不过，话又说回来，大多数的潜艇，其下潜深度只有几百米，就算是“M级核潜艇”的最大下潜深度也只有1200米，对于这些潜艇来说，如果到达2000米的深度，确实会被压扁。那么，为何血肉之躯的鲸能下潜2000米，甚至更深，而大多数钢铁之躯的潜艇就会被压扁呢？我们一起来聊一下这个有意思的问题。

钢铁之躯的潜艇为何会被海水压扁？

人类无疑是这个世界上最聪明的动物，因为生活在地面上的人类可以通过聪明的大脑达到上天入地的能力，除此之外，作为一个“水做的星球”（海洋占比最大），人类早已经用木头制作船只方便在水上穿行了。不过，受制于水的压力和人的憋气能力，人类一直都不了解真正的水下世界，在这个背景下，到了17世纪20年代，荷兰人德列布什尔制造出了第一艘潜艇。

不过，当时的潜艇主体是木头的，表面覆盖了动物皮革，驱动也是靠人力的，12个人共同划桨，所以该潜艇下潜深度仅仅只有4米，当然这在当时也是非常厉害的。
随着第一艘潜艇的问世，工业时代的崛起，潜艇的升级和更新换代开启了，到了18世纪70年代，依然是靠人力驱动的升级版潜艇“海龟号”出现了，之后在19世纪初，拿破仑请人改造了这艘潜艇，至此能够下潜10米的“鹦鹉螺号”出现了。
从鹦鹉螺号开始，人类的潜艇才进入了高速发展的阶段，逐渐地出现了下潜深度更深，而且可以携带人和武器的潜艇。

潜艇下潜的深度是缓慢增加的，因为随着深度增加，不断增加的海水压力给潜艇提出了挑战，因此到目前为止，大多数潜艇的下潜深度还停留在300-500米之间。
而钢铁之躯的潜艇之所以会被压扁，是因为在地球海洋中，深度每下降10米左右，海水的压力就会增加一个大气压，也就是说2000米的深海就相当于200个标准大气压，在这种环境下，潜艇每平方厘米都要承受20.6千克的力（液体压强公式p＝密度×gh）。

虽然潜艇的外壳是钢铁铸成的，但是它的内部是空心的，而且载人潜艇内部的气压是标准的大气压，这也就意味着潜艇内外的气压差了200倍，此时，海水的压力会源源不断的压在潜艇的外壳上。在不断的受力下，一旦有一个地方凹陷了，这个地方就会被压裂（屈曲buckling,，学力学的小伙伴应该都知道），到时候就是艇毁人亡的结局。

鲸在2000米的深海为何没事？

鲸是一类古老的海洋动物，它们最早是在距今约5500万年前由陆地哺乳动物进入海洋演化而来的，经过数千万年的演化，鲸已经形成了一个独立的目，并且有着75种不同的种类，俨然称为了一个大家族，它们的成员中有迄今为止地球上演化出的最大的动物（蓝鲸），也有如今海洋食物链最顶端的猎食者（虎鲸）。

其实，大多数的鲸在海水从0-200米这个区间内活动，这是因为一方面鲸虽然高度适应了水下的生活，但是它们依然是靠肺呼吸的，因此下潜的深度一定程度上与身体的溶氧量有很大的关系，毕竟缺氧了又浮不上来，即便是鲸也会溺死。
其次，在0-200米这个海水深度区间内，海洋生物的密度是最大的，所以，鲸基本上都在这个海水深度区间内活动。

而抹香鲸之所以要深潜，原因是它主要以大型头足类动物为食，而大型头足类动物都生活在深海，比如经常与抹香鲸缠斗的大王乌贼其生存的深度通常就在500-3000米之间。柯氏喙鲸也是如此，它们的主要食物是生活在水生平均1000米以下的枪乌贼，所以，它们经常在1500-3000米的深度中活动。

既然由钢铁打造的潜艇在2000米的深度都会被海水压扁，甚至压裂，为何血肉之躯的鲸却能做到呢？这就与鲸的两个秘诀有很大的关系了：
第一：血肉之躯的好处。血肉之躯对钢铁显然是以卵击石，但是这个说法并不绝对，因为要看对手是谁，钢铁之躯固然坚硬，但是缺点就是不会形变，因为一旦形变，潜艇就会被慢慢的发生屈曲，进而被压裂。
而血肉之躯就不会了，鲸的皮下脂肪是非常厚的，像抹香鲸这种大型的鲸，其皮下脂肪厚达30厘米，脂肪不仅仅是鲸保暖的神器，在面对海水的压力时，它们的柔软性也起到很好的防护作用，这就像将重物放到海绵上是一个道理，重物很难将海面压破。

鲸脂
第二：内外压平衡。抹香鲸之所以能够下潜到2000多米的深海，是因为它们在海面上吸足了氧，而且它们吸氧不像我们吸氧一样，我们吸氧通常都集中在肺里，当肺里消耗完毕后，就必须浮出水面了，而抹香鲸是先将氧气充满自己的细胞和组织，然后再吸满肺。

在下潜的过程中，鲸首先会将肺部的空气逐渐的消耗，此时肺逐渐的干瘪，减小了体腔的面积，同时由于处于憋气状态，其内压也是很高的，随着不断的下潜，鲸的内压逐渐的升高，升高的速度与海水压强的变化成正比，以此来达到内外压的平衡。
一旦内外压平衡了，抹香鲸就像是一个实心的铁球一样，是很难被海水压扁的，而这也是卡梅隆能乘坐潜艇深入海底10000多米的原因，一方面升级潜艇材料，一方面减小内部空间（深海挑战者号内部只有乘坐一个人的空间）。

其实，内外压平衡正是深海生物生存的法宝，比如在马里亚纳海沟深8145米的地方生活着一种鱼-深渊狮子鱼，它之所以能在8000多米的水深下生存还没有被压扁，一方面是因为它们的骨骼非常的柔软，具有很强的弯曲能力，一方面就是因为它们的体壁很薄，体腔内充满了海水，所以内外压就平衡了。

总结

如果拿鲸去与大型的潜艇撞的话，鲸可能撞不过，但是比抗压能力，鲸要比大多数潜艇都要优秀很多，这是因为大多数的潜艇材料抗压能力有限，而进入海中只有，较大的内外压力差，会让潜艇的表面一直受力，最终突破承受极限。
而鲸是可以活的，它们可以调节内外压平衡，而且血肉之躯恰恰是能与压力打太极的，这样一些鲸就能下潜到2000米，甚至是接近3000米的深度了。