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马里亚纳海沟有1万米深,那1万米深处的水还是液态的吗?温度是多少?

  • 科学探索菌科学探索菌
  • 2023-05-28
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无法超越的足迹
「无法超越的足迹 」发表看法
2023-05-31

马里亚纳海沟是已知世界上最深的海洋深处,深度超过11000多米,人类目前有能力载人下潜到这个深度的只有美国一家,其他国家最多是使用无人潜水机器人,活人根本下不到这个深度,有能力搞深海研究的国家不超过十个,我国的深海研究载人潜水最大深度7000多米不到8000米,深海潜水机器人可以下潜到接近11000米。

马里亚纳海沟的地理位置是在日本南边,日本本土刚好在马里亚纳海沟边上不远,与之相邻,日本是一个地震多发的岛国,为什么日本地震多发,其实就是跟日本的地理位置有关,刚好在地壳板块边上,板块活动导致产生地震,而马里亚纳海沟和日本海沟相连紧挨这里,日本的多发地震跟马里亚纳海沟有一定的关系,这个平均深度超过6000米,最深深度超过11000多米的海沟让日本寝食难安。

已知测量的数据来看,一万一千米左右的地方大约拥有1100多个大气压,超出我们地表1000多倍,普通人造设备下去就直接被压成铁饼,但是在已知的条件下,人类在海底8000米左右的地方还发现了有海洋生物存在,这个发现让人类彻底认识到了生命的顽强定义。

海洋深处超过1000米以下阳光的光线就会完全消失,剩下的就是无尽的黑暗和寒冷,距各国调查发现,海洋深处越深的地方海水就会越冷,马里亚纳海沟海沟深处的海水水温大概是2度左右,离形成冰点其实只有一步之遥而已,部分特殊的海底会有冰块的存在,但是那些冰块并不是普通海水,而是一些比较特殊的气体在海底高压低温的环境下形成的固体。

目前在最深的马里亚纳海沟海沟没有发现海底温度和压力能使海水固化结冰的条件,马里亚纳海沟深处仍然是液态的海水,这是水压远远超过浅的地方,而且马里亚纳海沟是地壳运动非常频繁的地区,这个地区还有海底火山活动,所以会有不少的地方水温会达到百度以上的高温。

马里亚纳海沟是世界上最深的海沟,也是目前世界上最神秘的地方之一,人类对海洋的了解是比较小的,在广阔的海洋下面有太多我们未知的东西,人类目前的能力也只能了解海洋的皮毛,都说海洋是生命的摇篮的确没错,8300多米的海底还有一些小型鱼类生存,不得不说在那种环境下能生存的生物就是奇迹。

小小嬴政
「小小嬴政 」发表看法
2023-06-05

马里亚纳海沟最深处超过11000米,是世界上已知的最深的海洋最深处。海水和空气不同,这么深的海水,下面的海域压力大的惊人,在最深处,甚至超过了1000个大气压。

而人类不借助设备,一般也就能下潜一百多米,再深入一点,会面临诸多问题,最大的问题就在于身体不能正常供血,造成心脏衰竭、昏厥等情况。那么,在这么深的海水里,如此高的压强下,最深处的水还能以液态的形势存在吗?

化学知识告诉我们,随着气压的升高,水的冰点会有所提升,也就是说,气压高到一定程度后,就算是零上好几度,都可能结冰,所以,在超过1000个大气压的海底,我们有理由相信下面已经结冰。

实际上,马里亚纳海沟里的海水,并没有结冰

1960年的时候,科学家们坐了特制的潜水器,终于下潜到了这片海域的最下端,这里的气压高达1100个大气压,但是在下面并没有发现什么冰块。对这一区域的海水测温后,大家发现这里的水温在2度左右。也就是说,起码在这次的探索中,我们并没有在这片海域中发现冰块。

如此深的海域,下面处于绝对黑暗的状态,根本没有任何光线能够照下来。所以下面的海水得不到任何的温度补充,几乎永远处于一片冰凉的状态。但是两度的水温,为何能保证海水不结冰呢?按理说,这么高的气压,很可能会结冰了。

韩国的科学家曾经对常温下的水做过实验,在1万倍的气压之下,常温下的水有了结冰的迹象。那么,2度左右的水,确实是有可能结冰的。但是,别说在1960年没发现,在后来的探索中,也从未发现下面有冰块的存在。

为什么会这样呢?

原来,水在高气压下会结冰,但是像韩国的那个实验,是用纯水测试的,一旦在水里融入一些杂质,结冰温度也会受到改变。我们知道冬天下雪以后会撒盐来融雪,就是因为氯化钠易溶于水,而含盐的水是不能结冰的。

相信大家也知道,海水里面含有大量的盐分,我们吃的盐以前有很多都是从海上晒出来的。所以海水里面含有大量的盐,当然还有其他的金属离子,最终就导致了,即便是气压很高,温度很低,海水都不容易结冰。

其实,有部分海域的水温,高达几百摄氏度

这片海沟的形成,和大陆板块撞击有关,而因为这样的撞击,导致在这片海域中不断发生着强烈的火山喷发。

在靠近火山口的地方,因为炽热的岩浆的作用,这里的水域常年处于“烧开”的状态,温度达到可怕的300多度。所以,究竟下面的海水有多少度,这个问题是不好回答的,低的地方有两度左右,高的地方有几百度,那处于这两者之间的海域,显然温度处于一个中间的水平。

当然,我们对海底的探测,甚至还不如对月球的探测来的多,在那些为探测到的区域,究竟有没有冰块,这个谁也说不准。

悟空科学
「悟空科学 」发表看法
2023-06-05

第一个下潜到海渊底部的人:

一般人可能很难想象,下潜到马里亚纳海沟10929米深度的第一个人,其实并不是哪位科学家,而是一个名叫詹姆斯-卡梅隆的美国导演,他当时所在位置的水压强度,相当于只有1000个大气压,这也是人类第二次敢去尝试深入海渊底部,并在海底停留了长达3个小时的时间,整个过程中不仅拍摄了一些珍贵的海底照片、视频,同时也收集了诸多地质和生物样本。

事实上,马里亚纳海沟就在菲律宾的东北方,它还有一个名字叫做玛利亚娜海沟,由于海沟的平均宽度都有70千米左右,长度超过了两千五百千米,深度不止一万米,所以这个形成时间很可能超过6000万年的海沟,成为了地球上当之无愧的“生命禁区”之一。那么,那马里亚纳海沟1万米深处的水还是液态的吗?温度大约是多少?有没有动物存活?

马里亚纳海沟下一万米处是什么样子?

抵达过马里亚纳海沟一万米处的考察器械并不多,前苏联是最早测出马里亚纳海沟有11034米深度的国家,主要是通过“维塔兹号”考察船的回波测量技术得出深度值,并在当时将这个深度位置称为“里亚纳深凹”。

但是,正如大家现在知道的那样,国际上并没有将这个深度值作海沟的标准值,原因就是这个数据在那之后再也没有测得相同的结果。比如,英国挑战者二号在1951年测出的海沟深度就是10900米,这个测量结果同样采取的是回波定位方式。

当时间来到1960年,美国深潜器“的里雅斯特”号,不再通过回波定位技术来测量海沟深度,而是直接将深潜器下潜到了10916米的深度,这就证明的马里亚纳海沟的深度至少是在10916米以上。了解这个海沟的人应该都知道,其实我国的载人潜水器蛟龙号也在海沟成功实现了7062.68米的下潜深度,无人潜水器探索一号更是成功下潜到了海沟10767米处。

也就是说,抵达过马里亚纳海沟一万米处的人或物,实际上只有我国的探索一号、美国的“的里雅斯特”号、美国的“深海挑战者”和著名导演詹姆斯-卡梅隆,这足以说明海沟深处的自然环境足够恶劣,所以一般的潜水器和人才难以靠近。但是,马里亚纳海沟1万米深的地方,水并没有变成固态或其他形态,依然是以液态形式存在,只不过这个位置的海水温度只有几摄氏度,而且,水压达到了1000个大气压的强度,海水深度达到8000米以上的时候,就很难看到有什么动物生存了。

马里亚纳海沟的深度超过1万米,是不是已经抵达了地心深处?

的确,即便是地球上的最高峰珠穆朗玛峰,其八千多的海拔高度也不及超过一万米的海沟深度,如果说珠峰是最接近天空的地方,那马里亚拉海沟就是最靠近地球深处的地方。但是,马里亚纳海沟的位置还是处于地壳之上,这里距离地心还间隔着地幔这一层,而我们人类的日常活动范围大多也都处于地壳质上的空间。

事实上,地壳的位置处于最外层,重量相当于地球总重量的48.6%,其厚度在各个位置并不相同,就平均水平来说是在17千米左右的样子,但是大陆区域的地壳厚度会明显大于大洋地壳。所以,高山和高原地貌的地壳厚度可能达到70千米的厚度,但大洋地壳的厚度却很可能只有几千米的样子。

具体来说,地球上地壳厚度最厚的地方在青藏高原,此处地壳的厚度可以超过70千米,只有1.6千米厚的地壳则位于大西洋中部海底的山谷之中,而整个地球上拥有最薄地壳的地方则处于马里亚纳群岛的东部深海沟。而一般人口中的地心,其实说的就是地核这个位于地球中心区域的构成部分,它的质量相当于地球总质量的31.5%,而地壳、地幔和地核的分界面都是通过地震波传递规律得出。

简单点说,平均厚度高达3400公里的地心,距离深度超过一万米的马里亚纳海沟还有很遥远的距离,只能说它是地壳质上最接近地心的海沟,但并没有延伸到地心深处。而且,地心处环境的恶劣程度也不是海沟一万米深度处可以相提并论的,至少目前人类还没有制造出任何工具抵达地心深处,这也是为什么当年决心要挖穿地球的前苏联会中途放弃。

星球上的科学
「星球上的科学 」发表看法
2023-05-28

珠穆朗玛峰是世界上的最高峰,其海拔高度为8848米,是世界第一高峰,既然有世界最高点那肯定是也有最低点了!

一般现存海洋的平均深度都在3千米以上,4千米以下,但是世界上却有一个地方,其深度竟然高达10,000多米,这个地方就是马里亚纳海沟的勇士1号深渊,也就是说这个海沟深度可以放下一座珠穆朗玛峰。

深海世界,对于我们来说都是陌生的,而现在要讲的这个深海世界,迄今为止,只有三个人到达过!

马里亚纳海沟。

马里亚纳海沟,别称叫做玛利亚娜海沟,位于西太平洋靠近日本海域附近左右,全长大约2550千米,呈现弧形状,平均宽70千米.

它是世界上已知海洋中最深的海沟,经勘查可达6~11千米,由于那里处于完全黑暗状态,并且水压高温度低,含氧量也非常低,食物资源匮乏.

因此可以大言不惭的说马里亚纳海沟是地球上环境最恶劣的区域之一,也有着“挑战者深渊”之称。虽然随着我们人类深海勘探技术水平的提高.

但是人类也只能够探测到马里亚纳海沟海面下深达11000米的地方而已,不过这已经很了不起了,毕竟海底里面可怕的压强并且温度仅仅只有2℃(极少数海底受地热的影响水温可高达380℃)。

这些外界因素都让所有人望而却步,我们人类如果不借助潜水器的情况下,潜水的最深距离也只能达到332米。在2019年5月美国探险家维克托·韦斯科沃在马里亚纳海沟打破人类最深潜水纪录下潜深度10928米,这是我们人类历史上对于探索深海的一大进步!

最近对马里亚纳海沟探测掀起了一阵热潮,由于我们人类有深海潜水器的助力,所以科学家们能够在马里亚纳海沟的8000米以下的地区进行探测,而我们的深海探测器竟然在8000米深的海底发现了生命的存在。

科学家发现这种生命并不像微生物一样,是一种简单的生命,而是一种身体复杂的鱼类。要知道在8000米的海底可是具有非常高的压强,也是很多海洋生物的生命禁区,在这个区域内不应该有海洋生物的存在。

但现在的发现却打破了我们人类以往的认知,最重要的是深空探测器在马里亚纳海沟的海底、也就是1.1万米深处的地方还探测到一个持续的神秘的声响,有点像“吱吱吱”的摩擦声音,并且一直持续了20多天甚至到考察结束还没有停止。

一开始科学家们只是以为这个声响是海洋漩涡或者海底漏水而发出的声响,但后来发现附近根本就没有形成海洋漩涡的条件。

于是经过科学家再次侦听和分析,认为这是板块之间的摩擦,而马里亚纳海沟是板块俯冲地带,海底地质运动本身也非常活跃,因此科学家们怀疑马里亚纳海沟海底的板块在缓慢的移动。

日本距离马里亚纳海沟仅有200公里远,根据地理位置而言,日本可是处于危险地带,有可能来一场大地震都能让日本沉入马里亚纳海沟,与此同时日本还位于太平洋板块与亚欧板块交界处,地震非常频繁,这极大的加深了日本沉入马里亚纳海沟的可能性。

水的三态转换。

主要是由于在外界因素,比如温度、压强的影响下,水分子在空间的排列方式发生变化。

就像在我们常识中的在标准大气压下,温度超过100℃时,水就会沸腾,这时水的状态就由液态转化为气态,而当温度低于0℃时,水会由液态转化为固态。

而水的转换归根结底取决于两个因素:1.分子间引力倾向于使分子定向(有规则)排列;2.分子的热运动倾向于破坏这种定向排列。而温度越高分子的热运动越强,压强越低分子平均间距越大,引力作用也越不显著,这时水分子会比较自由的运动,而气体就是这样;

但当温度降低,压强增大时,分子间引力就会增大,而热运动则减弱,这时水分子就会呈现出比较有规则的排列,不过水分子仍有一定的流动性,出现这种情况就是液体;

再进一步的降低温度的同时增大压强,水分子间之间的引力更大,热运动更弱,分子将呈现规则地排列在一起,尽管分子还有无规则的运动,但主要在某个固定位置(晶格)附近作较小幅度的振动,而没有明显的流动性,这种情况下的水就是固体。

每下降十米大约就是一个大气压强,简单计算一下,马里亚纳海沟深处大约为11000米,那么底部的压强就会达到1100个大气压(110Mpa)。

马里亚纳海沟深处的水依然是液态。

地球的海洋都是由液态水组成的,所以马里亚纳海沟深处仍然是液态水,只不过这种液态水有点不一样,是水的第四种形态,被称为“超临界水”。(超临界水:是指当气压和温度达到一定值时,由于高温而膨胀的水的密度和由于高压而被压缩的水蒸气的密度正好一样时的水,此时水的液体和气体是没有区别的,完全相融到了一起,成为了一种新的、呈现高压高温状态的流体)。

其实“超临界水”也是“液态水”,而形成这种水所需要满足高温高压。而海底一般都是比较冷的,虽然马里亚纳海沟的10000多米满足了高压,但是高温海底是怎么回事呢?

其实经过科学家们研究发现马里亚纳海沟的深处不仅是地壳最薄弱的地方,还是最接近地幔的地方。在地球的内部结构中,地幔是所有岩浆产生的地方,因此才导致了马里亚纳海沟深处的环境温度保持在高温的状态,甚至超过了400℃,于是就满足了超临界水所需的高温高压的条件。

至于马里亚纳海沟的温度,在2012年,好莱坞导演卡梅隆乘坐“深海挑战者号”用了两个小时下潜到马里亚纳海沟深处,当时测量的海底温度是4℃。

超临界水的发现让更多的科学家认为,在地球早期的时候,海底就有大量的超临界水存在,因此地球早期的生命是地球自己孕育而生的,而诞生之地就是海洋。

科学家通过研究还发现,超临界水有两个显著的特性:1.具有强的反应活性也就是极强的氧化反应;2.可以和油等物质混合,具有较广泛的融合能力。

鬼谷数据
「鬼谷数据 」发表看法
2023-06-07

直入主题,了解世界最深处——马里亚纳海沟。现在普遍认可的海沟最深处是10924米,在关岛以南200公里处的海域。整个深度的距离相当于我们在高速上以100公里时速直线开车,都要开6分多钟,或者这也是很多人上班的距离,足以想象有多远了。

对于人类而言,1万米的深度绝对是死亡深度了,从目前世界吉尼斯纪录上看,人类带着潜水装备潜水的最深纪录只有332米,是2014年埃及男子阿梅德·加布尔创造的。根据水压和深度的计算公式p=ρgh得出,在密度和重量一致时,水深和压强成正比,每降低10米,就增加1个大气压的压力,也就是说10924米深处的压力高达1100bar,即相当于1100个大气压。按吉尼斯纪录的332米,即人徒手能到达3.3bar的地方,因为压力、温度等因素的影响,就不能继续往下潜了。

那么,人类到达过1万多米深处吗?那里的温度如何?水是液态还是结冰状态?且听我慢慢道来。

马里亚纳海沟水深和温度值得来由

1、水深的来由

马里亚纳海沟是太平洋板块与菲律宾板块碰撞,被菲律宾板块往下挤压而形成的一个俯冲体系,长度达2800公里,分布线在日本和马里亚纳群岛附近。从地形图看,日本东面背靠世界最深海,这可能也让他们感到有点寝食难安。所以历史上,日本多次花费巨资对马里亚纳海沟海域进行探测,寻找生命迹象及进行科学考察活动,尝试摸清家旁边的隐藏危险源。并于1984测得最深处为11040.41米(也记录为10920±10米)。但是在国外,一般都采用10924米作为科学考察依据,所以开头我们说最深处为10924米。出现误差的原因,是因为海沟底线并不是平的,而是存在凹凸不平状态,所以没有确切的数值,只是一个范围。

有的人会说,最深处不是苏联1957年探测的11034米吗?当时苏联考察船是在海面上发送电磁波,根据回波测得的11034米,误差比较大,且后来该数据从来没有再测得过,所以科学界现今不认可该深度。

2、温度的来由

马里亚纳海沟深近1100米,水压高达1100bar,用普通的温度测量仪器肯定不能承受,所以对于水下的温度纪录并不是很多。按照理论,水的深度越深,温度越低,可能很多人都会想着这么深的水,底部肯定是0°C以下了,但是实际上并不是这样的。在1000米以上的水深区域,随着水深的增加,温度急速降低;但是过了1000~1500米左右的时候,温度随水深的变化并不是很明显,直到一万米多的时候,水温仍然没有到达0°C。

1960年,美国“里雅斯特”号潜水器的科学家们下潜至马里亚纳海沟的深处,采用特制的工具测得了底部最低水温通常都在2°左右,这是目前为止对于海底最低温度的纪录。

1万米深处的水还是液态的吗?

在一万米多的深处,在不同的地方,海水有两种不同的存在形式。

1、在一般的区域,海水水温2°C,压强1100bar,海水仍然以液态的形式存在

根据科学考察结果,从古至今都未发现海底水有结冰状态,这似乎与我们所认知的科学理论“水的冰点随气压的升高而升高”不符,但是从水的三相图可以一目了然其中的原因。在10000个大气压以下,水的冰点和气压的关系并不是那么明显,只有超越10000个大气压以后,水的冰点才和气压几乎呈现正比直线关系。

1万多米的海水深处水不结冰还有一个因素,就是海水中的盐分比较高,一般含盐量为35‰,即1000g水中就含有35g盐。北方人都知道,冬天大街上结冰,往往都会往上面撒盐,就是为了使冰融化。所以从这个简单的日常现象中我们就可以知道盐水的冰点比淡水低,这也是海水深处的水没那么容易结冰的原因。

2、在海底火山口附近,海水以超临界点的形式存在

在海底附近比较靠近地幔,地底的火山口常有高温物质喷出,这很容易将附近的海水温度烧至300度以上。从水的三相图我们可以看到,当水温超过300度,压力超过1000个大气压力时,水并不是以气态的形式存在,更不是以液态的形式存在,而是达到一个超临界点,水和气体在压力的作用下互相交融,形成一个壮观的自然景象。

既然还是液态水,那会有生物生存吗?

深海是一个漆黑冰冷的世界,对人类以及几乎所有物种而言是恐怖的。目前科学探测到存在生物的最深处是8145米,一种叫狮子鱼的生物。这种生物和我们认知的鱼类都不一样,体态白色,全身柔软,体内压力与深海压力相当,才不至于被水压压扁。

再往海底更深处,就没有严格意义上的生物了,只是科学家在火山口的附近发现了微生物的存在。具体是何种微生物,目前科学家尚未有结论。

结论:马里亚纳海沟最深处的水大部分还是液态水,温度2°C;火山口附近还存在超临界水,温度高达300°C以上。

题外话:受科学技术水平的限制,人类对深海的认识还是太少。而继人类在深海鱼类体内发现塑料制品存在后,最近又在马里亚纳海沟最深处却发现了塑料垃圾的存在,说明我们的海洋污染越来越严重。人类发展的同时,必须保护好地球家园,坚持可持续发展!

世界真的很大
「世界真的很大 」发表看法
2023-06-06

可以明确告诉你的是:第一,在1万米深处的马里亚纳海沟,水依然是液态的水,并没有结冰。至于为什么,稍后再解释。第二,海沟底部的温度,在摄氏1°和4°之间。

马里亚纳海沟位于太平洋西部、马里亚纳群岛以东200公里处,呈新月形状,有2550公里长、69公里宽。它是地球上最深的海沟,其南端最深的地方有10,984米。但有的测量测出的深度,比这个还大,为11,034米。无论哪种算法,海沟的深度,都超过了1万米,比地面上最高的山峰珠穆朗玛峰还高出1千多米。

海沟最深处的水压强度为15750,是海平面标准大气压的1071倍还多。在这样的气压下,水的密度增加了4.96%。

虽然处于海平面下1万多米的深处,但水温并没有人们想象的那么低,没有达到零点,所以海水仍然是液态的。之所以如此,是因为马里亚纳海沟处于两个地质板块之间,板块运动,带动水流频繁并大规模循环。同时,这一带有频繁的火山活动,海底火山时常爆发,不但在持续改变地质结构,也在影响水的温度。

希望回答到了你的问题。

一木森林
「一木森林 」发表看法
2023-05-30

马里亚纳海沟深处的温度,存在着严重的两极分化,就连这里的水,都开始变得“不正经”起来。

人类曾多次登上珠穆朗玛峰,站在了地球的最高点,但是能够到达世界最低点的却寥寥无几。说到地球的最低点,大家脑海中第一个想到的一定是马里亚纳海沟。

马里亚纳海沟作为地球最深的海沟,最深的地方达到了11034米,就算把珠峰填进海沟里,两者还差了2000多米。

相比于人类对珠峰的探索,人类对达马里亚纳海沟的了解并不多,毕竟这里的环境要恶劣得多。

很多人都感到好奇,在马里亚纳海沟的最深处,那里的水是什么样子的?那里的温度是多少呢?

首先,我们先了解一下马里亚纳海沟是如何形成的

虽然我们没有亲眼见过海底地形是什么样子的,但这并不妨碍我们对海底地形的了解。

海底的地形和陆地上的地形差不多,有海底平原、海底高原、海底山脉、海底盆地和海沟等各种地形。

海沟就是海底地形中的沟槽,类似于陆地上两山之间的峡谷。当然了,并不是随便一个沟槽就能称为海沟,只有两壁较陡、狭长,深度超过5000米才是真正意义上的海沟。

马里亚纳海沟总长达2550公里、平均宽度为70公里,最深的地点是海沟内的斐查兹海渊,深度在11034米,是地球的最深点。

科学家们普遍认为,马里亚纳海沟的形成是太平洋板块和亚欧板块碰撞的结果。

这两个板块相遇的时候,由于太平洋板块岩石密度大,位置还低,它直接俯冲到了亚欧板块下面,两者相碰撞的地方就成了马里亚纳海沟。

人类对马里亚纳海沟的探索历程

作为地球的最低点,人类对它充满着好奇。

1899年,科学家在关岛东南方向首先测到内罗渊的深度为9660米,那时候人们以为这就是地球最深点,这一记录一直保持了30年。

1951年,英国“挑战者二号”深潜器首度测量海沟,当时测出的深度为10900米。

1960年,科学家乘坐深海潜水器,首次成功的下潜至马里亚纳海沟最深处进行科学考察,这是第一次有人抵达地球的最深点。

从这往后五十多年时间里,人类虽然多次乘坐潜水器下潜马里亚纳海沟,但并没有探底。直到2012年,詹姆斯卡梅隆乘坐“深海挑战者”号潜水器,潜至海沟10929米深处。

这样具有挑战性的探索同样有我们的身影。2020年,我国“奋斗者”号载人潜水器成功在马里亚纳海沟坐底,坐底深度10909米。

人类已经抵达了海沟万米的深度,那么马里亚纳海沟1万米深处的水还是液态么?哪里的温度是多少?

在我们的普遍认知中,在海洋中下潜的越深,光线就会变得越暗,温度越来越低,在海沟的最底部,必定是一个充满黑暗和寒冷的地方。

根据科学家们对马里亚纳海沟多次的探索,海沟深处的温度在4℃左右,由于温度没有达到冰点,海沟深处的水和表面的海水没啥区别。

但是,这并不意味着海沟内所有的水都是这样的。

前文说过,马里亚纳海沟是两大板块相互撞击的产物,就会导致海沟内地质活动比较频繁,在海沟的部分区域,还分布着大大小小的热泉。

这些热泉从地底喷涌而出,使周围的温度能够达到400℃。而且在万米深的海沟内,这里已经达到了1100个大气压。

在海底热泉周围,因为高温让海水膨胀所产生的密度,和因为高压被压缩的水蒸气的密度正好相同,水的液体和气体两者完全交融在一起,成为了一种高压高温状态下的液体。

我们一般将这种液体称为超临界水。

马里亚纳海沟的生存环境这么差,这里还有没有生物?

冰冷、黑暗、压强大,这是马里亚纳海沟最真实的写照。即便这里的生存环境这么恶劣,却依然有海洋生物的存在。

科学家们曾在马里亚纳海沟8145米的海床上发现了一种鱼类,这种鱼有人类手掌大小,浑身呈白色,头大、眼睛小,身上没有鱼鳞。

其实,人类在第一次乘坐潜水器探底马里亚纳海沟的时候,就发现了海沟底部有海洋生物的存在,那是一种白色的、像海参一样的生物。

能够在这样的环境下生存下去,不得不说它们的生命力真的很顽强。

马里亚纳海沟每年都要吞噬大量海水

近年来,随着人类对马里亚纳海沟的探索的增加,科学家们发现了一个惊人的事实,那就是马里亚纳海沟每年都会吞噬大量的海水。

科研人员利用马里亚海沟地震时,所捕捉到的资料数据,发现平均每年都有30亿立方米的海水,通过海沟流向地球的内部。

马里亚纳海沟每年吞噬这么多水,为什么地球上的海水不见少呢?

根本原因在于海底热泉和火山喷发。

海水进入地球内部后,有一部分会顺着海底热泉重新喷涌出来,流入的海水无非是“加热”一下再返回来。

不过,“加热”后的海水携带了地球内部大量的溶解物和水合物,形成特有的海底热泉生态系统。

火山喷发被认为是地球内部热能在地表最强烈的一种表现。火山喷发时会携带大量的水蒸气,这些水蒸气最终会变为雨水重新回归到地表上。

正是因为这些原因,那些被马里亚纳海沟吞噬的海水,在经历过一次“内部循环”后,重新回到地球表面。

说在最后

我们生活的地球有71%被海洋覆盖,平均水深约3795米,我们人类对海洋的探索只有5%。相对比之下,人类对海洋的了解少之又少。

这里面既有海洋环境带来的阻碍,又有科技水平的限制。不过,我相信随着时间的推移,随着人类的智慧和科技水平的提升,我们对海洋的了解会越来越深。

赏心悦目的明星们
「赏心悦目的明星们 」发表看法
2023-06-06

在陆地上,前苏联曾经挖了一个科拉深坑,深度为12262米。在挖掘科拉深坑时,挖到一定深度后,温度会变得非常高,大概每下降100米,温度升高2摄氏度。在最深处,温度超过了300摄氏度,导致挖掘科拉深坑的钻孔经常被高温损坏,不得不投入大量资金购买钻头。然而在海洋中,也存在一个万米深的地方,这就是马里亚纳大海沟,它是由于亚欧板块和太平洋板块俯冲而形成,这里的深度大约为1万零862米。但是它的温度和马里亚纳大海沟差别巨大,只有2度左右。为什么同样是万米深度,一个是超300摄氏度,一个却只有2度呢?

马里亚纳大海沟

1960年,科学家乘坐里雅斯特号深海潜水器,成功下潜到马里亚纳大海沟进行考察,考察结果显示,这里的水压高达1100个大气压,在没有保护的情况下进入到这里,就像是被压在山脚下一样,很可能把人的脊椎压断,因此很多生物都无法在这里存活。除了较强的大气压外,这里的温度非常低,只有大约2摄氏度,至于温度低的原因,科学家介绍说:海水温度的变化并非是线性的,而是随着深度的增加,温度下降的幅度越来越小,这样即使在万米深的海域中,温度也没有低于0度,因此马里亚纳大海沟的水仍可以保持液态形态。

我们知道,在压强较大的地方,可以把气体,液体压缩成固体,比如:木星内部的地核,由于压强过大,导致氢被压缩成了金属氢。根据水的相图,想要把水压缩成固体,不同温度下需要的气压不相同,大约1000-100000大气压,如果达到1千万大气压,液态水将会变成金属水。而马里亚纳海沟由于压力不够大, 仍旧以液态水的形式存在。

但是在马里亚纳大海沟的海底热泉口附近,水以超临界水的形式存在。

在海底热泉口的烟囱里,这些热泉会将地幔层中的高温物质喷出,导致海底热泉口附近的温度达到300-400摄氏度。

在这么高温的环境下,水并不是以气态形式,而是以超临界水存在,在这里,水的液态和气体没有区别,而是完全交融在一起,呈现高温高压下的流体状态。

马里亚纳海沟的生物

一般情况下,超过万米的海底很少有生物生存,这是因为生命的活动需要依赖能量,而大多数能量都来源于太阳光线。

由于海水隔绝了大多数光线,导致海底植物无法利用光合作用生产能量,以至于海底的生物只能依靠海洋上方飘落的碎屑以及浮游生物为生,但由于大多数碎屑和浮游生物都无法飘落至此,所以马里亚纳海沟的生物非常稀少。

然而,科学家却在海底热泉口附近,发现了大量的生物,这些生物的能量究竟来自于哪里呢?

其实,这里的生物依赖能量的方式并不是光合作用,而是热泉口附近高浓度的离子浓度差。

英国科学家彼得.米切尔介绍说,生物生产能量的过程,和水电站原理差不多,都需要落差,当上游的水到达的下游时,巨大的冲击力会带动水轮机转动,从而产生电能。而生物使用的并不是水位差,而是浓度差,科学家在细胞里发现了产生能量的地方:线粒体,它的膜只有5纳米厚,当膜两侧的氢离子浓度差极其显著时,以至于跨越5纳米的厚度,电压的差别就有150毫伏,而这就是能量的来源。后来,科学家真的观察到了这种物质的存在,而且它们的工作原理真的和水电站非常相似,有一个类似于”水轮机“一样的结构,当细胞膜两侧有较高的浓度差时,会带动它的转动,从而生产能量。马里亚纳海沟虽然大多地方生物稀少,但在有热泉口的地方,由于具有高浓度离子差,可以为生物提供能量,因此在海底热泉口附近存在着大量的生物,要知道这里温度高达300-400摄氏度,并且具有强酸强碱,按理说这里应该不会有生物生存,但科学家却发现这里生机勃勃。

目前科学家普遍认为:海底热泉口就是地球生命诞生的地方。

总结

马里亚纳海沟虽然海水温度低,海水压力大,但这里的水并没有以固体的形式存在,仍旧是液态,但在海底热泉口附近,马里亚纳海沟的水又会以超临界水的状态存在。

时空通讯
「时空通讯 」发表看法
2023-05-30

马里亚纳海沟是地球上最深的地方,最深处约为11000米,那里的气压约1000个,对于水来说承受这样压力是小儿科,当然还是液态。

水能够承受多大的压力才会相变,目前还没有一个确切的数据,因为地球上无法制造出让水“变态”的压力。有资料认为压力增至3445个大气压时,将水温降到-100摄氏度,会形成高压冰,分子间距相对缩小,密度增加;即使压力加大到几百万甚至上亿个大气压力,水的密度还会加大,但这种改变总体上不大。

一直到水分子化学键断裂,氢分子和氧分子也被压碎成为游离态原子,甚至核外电子逃离成为自由电子,就完全改变了水的性质,但这时候水就不是水了,甚至激发了核聚变了。这个压力需要多大,没有人知道,反正太阳中心压力为3000亿个,氢核聚变才能持续。

所以幻想着在马里亚纳海沟1000个大气压就使水“变态”就显得很幼稚了。

但这并不影响人类对这个地球最深处的好奇。

近百年来,人类上天入地下海探索,取得了对宇宙天地认识的巨大进步,马里亚纳海沟是地球最神秘的地方之一,吸引了世界各国科学家探险家们的目光,各国已经很多次不断的刷新深度纪录。

最早的纪录是1899年,人类在关岛东南测得内罗渊深度为9660米,这个纪录保持了30年。一直到1929年在其附近测出了9814米的深度。1957年前苏联“维塔兹号”回报测得深度是11034米,并将该处命名为“马里亚纳深凹”,但这个数据以后没有人能够重复,因此被视为不准确,并没有得到国际公认。

目前人类到达最深海沟的人是美国好莱坞著名导演詹姆斯·卡梅隆,他导演的《异形》、《泰坦尼克》和《阿凡达》等经典影片一次次创造了票房神话。

他独自乘坐潜艇“深海挑战号”下潜到10929米深处,看到了永恒黑暗的海沟,探测到那里的温度只有摄氏几度,约1000个大气压的水压。卡梅隆在洋底探险3个多小时,收集了生物和地质样本,拍摄了图片和视频。

还有不少国家都对马里亚纳海沟深海进行了考察。

2012年,中国的深潜器“蛟龙号”载人到达最深深度为7062.68米,2016年,中国无人深潜器“海斗号”到达最深处为10767米。

1984年日本探测航具“拓洋号”用回波定位方法测得马里亚纳海沟最大深度为11040米,但世界上认为最精确的记录则由日本探测艇海沟号(Kaiko)于1995年3月24日测得,深度10911米。但国外一般采用最深为11924米。

那么深海中有些什么生物呢?

在千米深海,有人们熟知的鱼虾,如乌贼、章鱼、虾类,还有抹香鲸等海兽类;在2000~3000米深处发现有成群的大嘴琵琶鱼;在7000米以下发现还有一些鱼类;2014年12月科学家们在马里亚纳海沟8145米处发现了一种新的鱼类。而在海沟的最深处,目前还没有鱼类或者其他动物发现。

人类在最深处发现的鱼类命名为“狮子鱼”,长相有些奇特,浑身白色,头大眼睛小,没有鳞,约10几厘米长,有个奇怪的卡通鼻子,背后像浮动着的湿纸巾。

科学家表示,这种栖息很深的鱼类身体结构已经发生了很大变化,骨骼等组织为适应深海压力而改变,完全不像我们已知的任何动物。

就像茫茫太空一样,马里亚纳海沟也还有很多我们未知的东西等着人类去探索,但那里的海水密度和温度与我们常见的海水并没有多大差别。

就是这样,欢迎大家共同探讨。

时空通讯原创文章,请尊重作者版权,谢谢理解与合作。

星骸67
「星骸67 」发表看法
2023-05-30

马里亚纳海沟是目前世界上已知最深的海沟,最深可达—11034米。那么在那么深的地方水还是液态吗?当然,水当然是液态,即使在那么深的地方压力是那么的强大,但是水分子的性质是及其的稳定的,液压机就是利用的这个原理。1960年美国海军用法国制造的“的里雅斯特”号深海潜水器,创造了潜入海沟10911米的纪录,马里亚纳海沟的海低温度一般为2℃左右,但是也有的海域受地热的影响,温度可高达380℃左右。地热就是海底火山,水流进火山裂缝,温度被极速升高变成高温气态。而后从裂缝中再次喷出来,这时高温气体的温度会被周围的海水吸收中合重新变成液态。如此反复,海底的温度就变的非常的高。更令人不可思议的是,在这种温度下居然还存活着小鱼和小虾。水的沸点其实与压力有关,在我国青藏高大气压稀薄,水只能上升到84℃~87℃就被蒸发了,而在珠穆朗玛峰水的沸点只有73.5℃。这说明在高的地方是烧不开水煮不熟饭的。

而在深一万米多的海沟里,可以想象得到,大气压是非常强大的。所以水的沸点是非常高的,不像在地面一样水最高加热到100就蒸发了,而在深一万多米的海底,水的温度则可以达到很大很大。所以说:在海底可以把东西煮的彻底熟透了。

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兔斯基聊科学
「兔斯基聊科学 」发表看法
2023-05-29

美国著名导演詹姆斯卡梅隆在2012年3月只身一人潜入到马里亚纳海沟10929米深处。这是人类历史上第二次载人潜水器探底马里亚纳海沟。在返回海面后,詹姆斯卡梅隆不无感慨的说:海沟极其荒凉,黑暗,这里是地球上最像外星球的地方!

图示:卡梅隆乘坐深海挑战者号下潜马里亚纳海沟

马里亚纳海沟最深的地方是斐查兹海渊,深度为11034米,詹姆斯卡梅隆下潜的地方只比最深的地方浅105米。这算是已经非常接近海沟的最深点了。这里的海水压力相当于大约1100个大气压,然而这里的海水仍然是液态的,温度只有2℃。这里是一个高压,低温、黑暗的世界。这里并非大家想象的那样高压、和高温并存。

图示:马里亚纳海沟

卡梅隆下潜的马里亚纳海沟海底没有海底火山和海底热液喷口,因此海水的温度很低。然而在一些极少数的海域,受到地热的影响,海洋底部有热液喷口的存在。在这些热液喷口的周围,水温颗高达380℃。在正常的压力下,水在100℃的时候就会沸腾。然而这里是万米深的海底,水压是地球标准大气压的1000倍以上,因此即使是水温早已远超出了正常水的沸点,这里的海水还是不会沸腾的。

海底的热液喷口是海底生物赖以生存的能量获取地点。它们就像太阳一样为海底生物提供着生命所需的能量。

图示:深海热液喷口

因此,在马里亚纳海沟深度1万米的海洋底部,那里虽然海水压力极大,但是海水还是液态的;这里终年见不到阳光,海水的温度只有几摄氏度。只有极少数受地热影响的海洋底部,水温可高达300℃以上,但由于海水压力的影响,水还是液态的。

这就是我的观点,欢迎大家点评!

来看世界呀
「来看世界呀 」发表看法
2023-06-05

1万米深海的水自然还是液态的水,不过也存在一些特殊状态的水,可以说物质状态处于液态和气态之间,即超临界状态的水,温度可以达到400℃以上。

深海处压力十分大,但是液态的水由于性质比较稳定,海底的水压也不能破坏液态水分子的排列方式,深海的水就保持液态。深海由于阳光无法达到,温度很低,接近零度,由于海水和海底的摩擦,以及深层海水和表层海水之间的热量传递,深海水接近却不能到达零度。不管是从压力还是温度上说,1万米深海的水还是液态。不过海底环境比较复杂,虽然整体温度比较低,但是由于海底火山等的活跃,使得一些区域的海水温度很高,由于海水压力也很大,这些海水就成为超临界状态。

液、气两相呈平衡状态的点叫临界点,在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力,海水的临界温度和临界压力分别为374℃和21.7MPa,1万米海底压力是超过了水的临界压力的,而海底存在很多板块裂缝,每年都会吞噬很多海水,但是地球内部的温度和压力很高,海水会被加热,可以轻易超过临界温度,最后又被挤压喷出来,所以海洋的海水不会因为地球这样吞噬而减少,同时这些水就因为压力和温度都到达了临界点,这些水就成为了超临界状态。科学家曾经探测到自然界存在的温度最高的超临界水达到了400摄氏度以上。

超临界状态的水溶解性较强,也拥有更好的可压缩性,所以现在发电机组都会用生产超临界水来推动汽轮机发电,同时超临界状态的水溶解性很强,可以将地球内部的很多化学物质带出,使得海底化学能细菌拥有充足的养分和热量供应,所以科学家认为海底热泉可能是地球生命起源的地方。

科学黑洞
「科学黑洞 」发表看法
2023-05-30

马里亚纳海沟是地球上最深的地方,深度达到11034米深,整体宽度大约70公里,最深的地方位于斐查兹海渊。

大导演卡梅隆曾拍摄一个纪录片亲自驾驶下潜器下潜到10929米深的海底,下潜了大约两个小时之后在海底探测三个小时作用,海沟底部漆黑寒冷测得温度大约是4摄氏度。不仅寒冷而且高压,简单计算一下每下降十米大约是一个大气压强,那么马里亚纳海沟底部的压强达到1100个大气压大约是110Mpa。

阳光穿过海面最多也就作用到一二百米的深度,在这个层次有植物类可进行光合作用。继续往下没有阳光照射,温度会越来越低。到达海底大约温度是4摄氏度左右。如果海底有火山或者热泉,那么温度就不一样了,这里的热量来源就是地球给提供的了。

海底热泉周围的温度一般处在300~400摄氏度中间,有的地方会超过400摄氏度。有的人可能会问400摄氏度的水不早都成了水蒸气了吗?其实这是一种特殊状况,被称为超临界水。当海底温度、压强达到临界点后(T≥374.3℃,P≥22.1MPa),海水处于特殊状态,这个时候水在高温下膨胀的密度与水蒸气在高压下被压缩后的密度相等,这意味着此时的状态就是液态水和水蒸气的融合状态,性质也变得特殊。

海底热泉的出现会从地球内部带上来大量的硫化氢和硫酸盐类,硫化细菌可以通过化学能进行有机物合成作用,这样在没有阳光的海底,也有了类似于植物的生物链基础。一些滤食性动物也有了食物来源。有生物学家认为海底热泉很可能是地球生命的摇篮,一切都是从海底黑烟囱起步的。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删,欢迎点评

你就是大瑞
「你就是大瑞 」发表看法
2023-06-02

马里亚纳海沟是海洋底下最深处,深度达到惊人的11千米,这里几乎是所有生命体的禁区,很少有生命能够在11000米的海洋深处存活。马里亚纳海沟最深处不仅水压高、含氧量低、温度低、食物资源匮乏,还处于完全黑暗的状态,任何光线都不可能照到的地方,因此也被称为地球上已知的环境最恶劣的区域之一。

马里亚纳海沟是由于大陆板块与海洋板块相互碰撞形成的,据估计,这条海沟已经形成了6000万年。

而海沟最为恐怖的地方之一就是温度极低,绝大多数的海洋生物都无法承受的温度,这里也是世界上所有海洋地质科学家们最感兴趣的地方。

2020年11月10日8时12分,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10909米。

除了中国之外,美国、苏联、英国、日本都对马里亚纳海沟进行测量和考察过,也专门投入巨资研制相关的潜水器,到就目前为止,只有中国的“奋斗者”号是最成功的。

我们先通过一张图来看一下,目前人类所制造潜水器以及海洋生物所能到达的最深处是多少米:

通过图片,我们可以看到普通人类不带任何潜水装备只能下潜到10米的深度,如果超过了这个深度,水压就会加大,人的身体眼睛、耳朵就会很痛,承受不了。

而如果是带着潜水装备的条件下,人类最高可以下潜到海底332米的深度,这已经是极限。

到了海底565米,这是企鹅作为鸟类能够下潜到的最深处,再下去到了1000米的深度,这里就是一片黑暗,阳光的光线无法到达的深度。

到了2200米,这是已知的鲸鱼所能到达的深度,在这里是抹香鲸和大王乌贼争霸的地方。

到了3800米的深度,这是泰坦尼克号沉船残骸的深度,再往下到了4000米,这里就是深海层,6000米则是深渊层,这个深度是世界上最深的海沟都在的地方。

而到了海底8145米,这里是人类目前能够发现的鱼类生存的极限深度,这种鱼类是狮子鱼,在这里生活的狮子鱼可以不用担心自己会被其他的海洋生物吃掉,因为这个深度只有它才能到达。

到了10909米的海沟,这里是我国“奋斗者”号载人潜水器坐底的深度,再往下11034米的海底深度,是已知的海底最深处,也是马里亚纳海沟最深的地方。

而在11000米的深度,水依然是水,还是液态的,但是这里的压强相当于一个成年人肩上扛起约10000辆小汽车的重量,在这里,几乎任何钢筋水泥都会被拗断或压扁。

除此之外,这里的温度非常低,常年水温均保持在2°C左右,只有少数时候海底受海底火山的影响,水温最高时可以达到400°C。

当然了,2°C左右的温度就差不多达到冰点了,我们都知道在大气压状态下当水温达到0°C时就会达到冰点而由水结成冰,从液态变成固态。而100°C则是水达到沸点的温度,但是由于马里亚纳海沟环境的复杂和多变性,常年温度的平均值都保持在2°C,无法达到冰点,再加上这个深度的压强太大,受地热环境的影响,即使深度达到11000米,温度也无法达到0°C一下,水依然是液态的。

赛先生科普
「赛先生科普 」发表看法
2023-06-04

是液态,温度大约在2摄氏度左右。

马里亚纳海沟是全世界最深的海沟(最低点位于其中的斐查兹海渊,深度达11034米),因此海沟底部的压力也是非常高的,相当于1100个大气压左右,我们人类要是进入这样的环境,那就是瞬间死亡。

虽然海底的压强非常大,但这并不意味着高温,至少对于水这种物质来讲,想要通过增加压强的方式来使得温度明显变化,那是极为困难的。

对于海水温度来讲,其主要来源是太阳辐射。但随着深度的增加,海水能接受到的太阳辐射就会越来越少,因此受太阳辐射明显变化的,一般都是深度1000米以上海水层。而在1000米以下,海水温度变化就变得越来越平缓。

一般在中低纬度间的海水温度,我们可以分为三层:混合层、温跃层、恒温层,其中恒温层大概就是深度在1000到2000米以下的海水层,它们的温度处于1到6摄氏度之间。

不过海底的水温并非处处均匀,有些地方甚至能达到数百摄氏度,它们所在的地方就被称为海底热泉,顾名思义就是海底喷出的热流,虽然温度很高,但对周围水温的影响范围并没有多大,因此海洋深处的平均水温都是维持稳定的低温。

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太空科学站
「太空科学站 」发表看法
2023-05-31

位于北太平洋西部海床马里亚纳海沟是地球上最深的地方,其中-11034米的斐查兹海渊是地球海拔最低点。

目前为止只有1960年的“的里雅斯特号”载人深潜器和2012年的“深海挑战者号”载人深潜器短暂到达过马里亚纳海沟最深处,总体而言人类对马里亚纳海沟的了解还是很少很少的。

地球的海洋是由液态水组成的,-11034米的马里亚纳海沟深处仍然是液态水,好莱坞导演卡梅隆在2012年时乘坐“深海挑战者号”用了两个小时才下潜到马里亚纳海沟深处,当时测量的海底温度是4℃,压强为1100个地球大气压,事后卡梅隆评价马里亚纳海沟深处是“地球上最接近另一个星球的地方”

实际上马里亚纳海沟的温度是严重两极分化的,在4℃的低温附近可能存在着300℃到400℃的海底热泉,毕竟那里是地球上最深的地方,那些由海底火山构成黑烟筒附近温度远远超过卡梅隆测定的4℃,但总体而言马里亚纳海沟还是一个又冷又黑的地方。

正常大气压下的液态水在100℃时就会变成水蒸气散发开来,而在1100个大气压的环境下,海底火山周围的海水处于液态水和水蒸气的混合状态,目前的生命起源假设中就有一种说法认为地球的原始生命诞生于类似马里亚纳海沟深处的海底热泉附近,靠着海底火山从地球内部带上来的硫化氢和硫酸盐类过活。

量子科学论
「量子科学论 」发表看法
2023-06-05

目前人类已知地球最高和最低的地方分别是珠玛琅玛峰和马里亚纳海沟,一个高度达8848米,一个深度达11千米左右,但是人们征服高空相对容易,目前每年有大批的游客可以在专业团队的帮助下登上珠玛琅玛峰,但是能够下潜到马里亚纳海沟的人,却没有登上月球的人多。所以往下走,比往上走要难得多。这也是为什么虽然我们生活在地球上,但其实对地球深处并不是很了解的原因。

马里亚纳海沟位于太平洋西部,马里亚纳群岛附近的海底,海沟全长约2550千米,为弧形,平均宽约70千米,最深处可达约11000米,是目前地球上已知最深的海沟,由于地球71%的面积被海水覆盖,我们人类对海洋深处的了解并不是很多,因此在地球上也许还存在比马里亚纳海沟更深的地方。

马里亚纳海沟是由太平洋板块和欧亚板块相撞后,太平洋板块向下俯冲后形成的,而被抬高的欧亚板块就从海底露头,形成了大大小小的岛屿,而日本本土整体就处在两个板块的断裂处,因此日本是一个常年发生地震的国家。

由于海沟深处的高压、黑暗、寒冷的极端环境,目前能够对马里亚纳海沟进行科学考察的国家并不多,而能够实现载人下潜到海沟底部的国家只有美国一家,2012年3月美国著名导演詹姆斯-卡梅隆独自乘坐“深海挑战者”号下潜了近11千米,这是人类第二次下潜马里亚纳海沟,并且创造了下潜深度的世界记录,我国无人下潜深度记录为10767米,载人深度记录为7062.68米。足以见得,人类探索海底深处的难度,不过从人类多次下潜返回的资料来看海水依然是液态。并没有因为巨大的压力而被压为固态晶体。

其实这个问题只需了解水的相位变化

我们知道水有三种形态:液态、气态和固态,这三种形态可以互相转化,而互相转化的的因素取决于水所处环境的温度和压力。我们在地球表面经常看到水的相位变化是在1个大气压下(1个标准大气压为100kPa)进行的,由于地球表面压力稳定,所以我们只考虑温度的变化对水的影响。例如:0℃的环境下水会呈现出液态和固态的混合物,低于0℃水为固态,高于0℃为液态,高于100℃为气态。

但是压力的变化也会导致水相位的变化,例如在高海拔气压低的情况下水的沸点温度就会降低,甚至到了外太空水会在常温下直接气化,而在压力高的地方,水的沸点就会升高,例如:我们家里常用来煮饭的高压锅。如果压力足够高,也会让水变为固态晶体,例如:木星内部的压力足以让氢气变为液态金属。那么为什么压力会影响水相位的变化么?

我们知道水是由水分子组成的,而所有的水分子在水中进行着不规则的随机运动,所有水分子所具有的平均动能表现为水的内能,也就是热量,我们用温度这个物理量来衡量,不过有些水分子所拥有的动能会高于平均值,这些拥有更高动能的水分子就会逃离液态水表面变为气态(常温下水的蒸发),而水温度的升高会让水中分子拥有更大的动能,当水分子平均动能足够大时,水就会沸腾,大量的液态水就会转化为气态。

当外界压力增加时,例如大气压的增加,就会在水面上施加一个压力,阻止水分子的逃逸,压力不断升高,水分子想要逃逸就需要越来越高的动能或者是温度。当外界压力减小时,水就很容易变为气态,不过当温度足够低时,即使没有外界压力,水分子也没有足够的动能发生逃逸,依然为保持固态,这就是为什么在月球南极依然存在水冰的原因。

上图就是水的相位图,而温度和压力的变化就会导致水相位的变化,图中可以看出只要让温度一直保持在零下60摄氏度以下,那么不管压力怎样变化,水一直都是固态,也就是说,即使没有压力,水分子的运动也会非常缓慢,只会在固体晶格中发生微小的振动,更没有足够的动能发生逃逸气化。当压力达到一定的数值,从图中看是10Gpa,液态曲线已经上升的十分缓慢了,也就是说需要更高温度才能让水保持液态。

图中还有一个特别的点,也就是水的三相点,液态固态气态共存,温度在273.16K(0.01摄氏度),压力为611.73pa。掌握了以上的知识,我们就可以用马里亚纳海沟深处的压力和温度对照上图就可以知道在地球海洋的最深处水是啥状态。

马里亚纳海沟深处的压力和温度

太阳光在水中穿透能力并不强,也就是说水是一个吸收太阳光很好的物质,并且波长越长的光线最容易被海水吸收,而剩余的蓝光就会穿越到更深的海底,这就是为什么海洋是蓝色的原因,不过最后的蓝光也会被海水完全吸收,一般在海洋深度1000米以下已经没有光线了,一片黑暗,但海水的温度并不会一直下降到0℃。

上图可以看到在1000米以上温度会快速的降低,但是过了1000米温度会缓慢的下降,直到之后一直趋近于一个数值,研究人员测得在马里亚纳海沟深处的平均温度为2摄氏度。海洋底部的压力我们可以根据P=ρgh来计算,不过科学家已经测量大约为1100个大气压。1个标准大气压为100kPa,所以海底压力为110000000pa,这个压力大约在相位图100Mpa附近。

这个压力和温度从相位图上来看依然是液态水。只能说压力还是不够。

我们知道,在海洋深处经常还会存在热液喷泉,温度一般在350到400摄氏度,如果在马里亚纳海沟深处也存在这样的喷泉,附近的海水依旧会保持液态不会被气化,我们可以把这个温度和压力对照相位图看一下来就知道了。

青岛变频砖家赵师傅
「青岛变频砖家赵师傅 」发表看法
2023-05-28

马里亚纳海沟是目前所知地球上最深的海沟,其在海平面以下的深度远远超过珠穆朗玛峰的海拔高度。全长2550千米,为弧形,平均宽70千米,大部分水深在6000米以上,最深处在斐查兹海渊,深度为11034米,是地球的最深的区域。

人类自古以来就对遥远的太空以及深邃的海底充满着各种疑惑,中国神话故事中的海底龙宫就是中国人对万米深海下万千世界的美好憧憬。

那么,在1万米深的马里亚纳海沟真的别有洞天吗?水的温度是多少?如此深的水是液态的还是固态的呢?

也许你充满着期待的眼神听到一个个传奇的故事,但现实中的答案可能会令你有些失望了,经实地勘察:1万米下的马里亚纳海沟仿佛就是个毫无生气的地域,这里的水温度大概在2℃,而且和地球表层的水也没什么两样,同样都是液态的。

按理说,远离太阳光照射、没有热源的海底温度应该能达到0℃及以下,这里的水怎么是液态的呢?下面,就跟我来一起“走进”11000米深马里亚纳海沟,一探究竟吧!

原因一:11000米深的海底压力巨大,但该压力远不够使海水结冰

首先,水的冰点不是固定的。我们从物理课本得知:当水承受的压力增大时冰点会上升,也就是说在正常情况下,水在零摄氏度以上本来是不会结冰的,但是当压力增大后,可能要在零上1~2℃就结冰了。因为水中的分子都是无序排列的,当压力变大时这部分分子由有序变无序排列,分子间隙变小使其结为冰,曾经有科学家就做过常温下的水加压至1万个大气压使其结冰的试验,这就是我们常听说的高压冷冻技术。

其次,既然高压能使冰点上升,那接下来我们就来计算一下11000米深处的海水压力有多大,能否使海水结冰呢!

我们知道,海水的密度大约为每立方米1030kg,按照压力计算公式:海水的压强=密度*重力系数*高度=1030kg/m3*9.8*11000=111034kPa,而一个标准大气压为101.325kPa,这样算来约合1095个大气压,那么11000米深海水处的压强=海水压强+大气压= 1095+1=1096 个大气压=1096KG/CM^2,也就是俗称的1096公斤。显然,对比科学家利用上万个大气压的极端压力使常温的淡水结冰的实验,这1000多个大气压显然是不够的。

但想象一下,假设将如此之重的压力压在人身上,人将会有什么后果呢?

关于海水的压力,我们举个例子来描述一下:军迷朋友们可能比较熟悉,美国的长尾鲨号核潜艇是曾经世界上最快和最安静的潜艇,拥有所在年代最先进的武器系统,当然,这一切都是为了搜索和攻击苏联潜艇。

然而,1964年4月10日,这艘号称世界最强战力的潜艇发生了意外,这一意外导致129名军官全部丧生。出事后美国海军立刻成立了事故调查委员会,进行了对该潜艇的大规模的水下搜索。最终,经过详细的搜索,长尾鲨号的外壳在水深2600米的海底终于被找到,但令人费解的是这个身披几十个厘米厚钢板的潜艇被找到时已经碎成了6块。

经多方排查最终发现,原来,长尾鲨号在执行任务中因故障导致失去了动力,无法上浮的潜艇在没有动力推进的情况下只能向海洋深处下沉,下沉深度越深,潜艇外壳受到的压力越大。最终,当下潜到400~600米的深处时,潜艇外壳终于不堪重负,被几百个大气压的高压海水压碎,导致了事故的发生。

原因二:海水内含盐度高,冰点下降

我们知道,淡水的结冰温度一般在零度,而海水含盐度很高(含盐度大约在34.5‰左右),这种盐度下的海水的冰点大约在-2℃,也就是说即使2℃的淡水在高压下能结冰,但对于含盐量高的海水就不一定了。

原因三:深处海水流动强烈,冰晶很难形成

即使达到-2℃,由于表面海水的密度和下层海水的密度不一,造成海水对流强烈,也大大妨碍了海冰的形成。此外,海洋受洋流、波浪、风暴和潮汐的影响很大,在温度不太低的情况下,冰晶很难形成。

令人称奇的海底探险经历

其实,当我们在脑补万米深海下的万千世界时,著名导演卡梅隆和他的团队早在2012年就曾一掷千金到马里亚纳海沟探险了一圈。让人感到惊讶的是海底一片死寂,没有罕见的远古生物游荡,也没有古老的文明迸发光芒。不过欣慰的是,海底3小时的探险中,这个团队带回了68种生物,也算小有成就了。

活动合作方美国国家地理学会说,卡梅隆于约两个小时潜至10929米深处,海沟的深处是永恒的黑暗,温度只有几摄氏度。此外,也有科学家表示,深海是一个高压漆黑冰冷的世界,通常温度在2摄氏度左右,极少数海底受地热的影响水温高达380摄氏度。

结论

综上所诉,以目前的发现来说,1万米深的海底水为液态水,除部分地壳活跃地区温度高达380摄氏度以外,其余地区温度均在2摄氏度左右。

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爱较真的戴老师
「爱较真的戴老师 」发表看法
2023-06-05

马里亚纳海沟是地球上已知海洋的最深处,最深处可达11000多米,经常引用的数据是11034米深,相比之下,地球的最高峰珠穆朗玛峰才8848米,填进去也不到底。既然是海沟,那么在这万米之下的水当然还是液态的,温度还在冰点以上,为2个摄氏度。

对于海水来说,越深其压力越大,深度每增加10米,压力增加一个大气压。普通人类能承受的下潜深度也就一二十米,在往下就必须借助专业的潜水系统了。而海洋生物则可以生活在千米水深。再往下,生物的种类和数量就大幅下降了。

马里亚纳海沟的环境和压力及其恶劣,那里暗无天日,对人类来说是未知的世界。人类已经可以通过特种的深潜器实现万米深度的下潜,著名导演卡梅隆就曾经搭载深海潜水器成功下潜到马里亚纳海沟底部。

对于水深11000米的海沟,其压力为1100个大气压,一些科学实验表明,在常温下,将水加压至上万个大气压才能实现从液态到结冰的转变,马里亚纳海沟的1000多个大气压对液态水来说,还不足以改变其液相的性质。

猫先生内涵科普
「猫先生内涵科普 」发表看法
2023-06-02

马里亚纳海沟可不止1万米深啊,那是一个陆地上生存的同学们绝对想象不到的世界。

1万米以下的水仍是液态,因为有人到达过,亲自测试了

马里亚纳海沟的最深处,名字是查林杰海渊。1995年,日本海洋科技中心“海沟号”无人潜水器对其进行了第一次完整的测量。由于深海中光波及无线电波均无法应用于通信,“海沟”号采用光缆通信。操作人员在母船上对“海沟”号进行操作。“海沟”号进行了试样采集及拍摄等考察活动,最后将一块书有“海沟”字样的纪念碑树立在海底。

至今为止,直到目前,全世界只有三位深海探险者(瑞士工程师Jacques Piccard、美国海军上校 Don Walsh、大导演James Cameron),完成了这个看似不可能的史诗之旅:成功探底11000米深的最深海底。客观的说,还不如登上月球的人类个数多。

深海的环境和温度如何?

深海之所以让人望而却步,在于它巨大的水压。陆地上的同学们,身上承受着1个大气压的压力,相当于一平方厘米的面积上承受1.034公斤的压力。马里亚纳海沟最深的地方海水的压力相当于1100个大气压。当你在马里亚纳海沟底部行走时,你身上等于压上了275000个人的重量。

而在马里亚纳海沟永恒般黑暗而安静的世界中,温度只有2℃。对于人类来说,这里不比地狱的环境舒服多少吧。

沸腾的海底也是存在的

当然,不是所有的海底都是如此高压、黑暗、寒冷,是生命望而却步的深渊。

受到地热和海底火山等的影响,海洋底部有热液喷口的存在。在这些热液喷口的周围,水温颗高达380℃,这是一种特殊状况,被称为超临界水。当海底温度、压强达到临界点后(T≥374.3℃,P≥22.1MPa),海水将处于特殊状态,此时的液态水和水蒸气将融合在一起,成为一道热泉。

海底热泉的出现,同时也带来大量的硫化氢和硫酸盐类。硫化细菌可以通过化学能进行有机物合成作用,为没有阳光的海底,带来一片对于海洋生物来说,难得的深海生命绿洲。

哥斯拉在哪里?

按照生态学的观点,一个完整的食物链中最重要的就是自养型生物,简单的说就是绿色植物以及微生物群落等,它们可以通过日光能进行光合作用生成有机物,满足自我生长繁殖的同时,顺便提供免费的午餐给异养型生物。

深海这些都一无所有。当然对于只吃核辐射的哥斯拉等狂暴巨兽们,这都不是事,现不现身,就看它们的心情啦。但愿人类好运吧!

我是猫先生,感谢阅读。

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