假设有一块重量为10斤的砖头,现在我们把这块砖头扔进马里亚纳海沟。那么需要多长时间才能下沉到海底呢,大家可以认真思考一下这个问题。
早在1875年,英国人就通过声呐技术,发现了马里亚纳海沟的存在。而在1951年,美国的一艘科学考察船,再次通过声呐技术,测量出马里亚纳海沟深度为11034米。迄今为止,马里亚纳海沟也是人类发现的最深海沟。就算将高度8848米的珠穆朗玛峰,放进马里亚纳海沟中都绰绰有余。
马里亚纳海沟全长2550千米,是由亚欧板块和太平洋板块相互碰撞所形成的。虽然马里亚纳海沟的环境非常恶劣,但科学家却发现这里生活着很多物种,例如深海龙鱼、深海鳐鱼以及梭子鱼等等。
2020年11月10日,我国的奋斗者号载人潜水器,下潜到海沟10909米的位置,刷新了我国载人深潜的新纪录。
现在我们回到刚才的问题,假设把一块10斤重的砖头,扔进马里亚纳海沟的话,需要多久才能下沉到海底呢?
砖头是一种常见的建筑用材,主要是由煤矸石烧制而成。根据建筑物构造的不同,所以砖头的尺寸、规格以及抗压强度都存在一定差异。比如一块标注着MU50的砖头,就说明这块砖头的抗压强能力是50MPa。
那么你可能会有这样的疑问,这块10斤重的砖头掉进马里亚纳海沟,有没有可能被海水的水压给挤爆呢?
初中物理课我们有学过水压这个词,水压指的就是水的压强,而水压的大小跟水的深度和密度有关。在水利工程建造和海底管道铺设等方面,工程师都需要考虑到水压问题,否则就会造成工程出现质量漏洞。
而当这块砖头掉进海里的时候,随着深度越来越深,砖头所承受的水压会越来越大。那么在下沉的过程中,这块砖头有可能被海水的水压给挤爆吗,答案或许并非如此。
因为砖头并非是一种完全实心的物体,内部还存在大量的空隙。砖头下沉时海水会渗进砖头内部,这样就可以让砖头内部和外部承受的水压,逐渐达到一种平衡状态。再加上砖头本身具有一定的抗压强能力,所以即便是在11034米的海底,砖头也不会被完全挤爆。
那么现在排除了砖头被海水挤爆的可能,这块砖头多久才能下沉到海底呢?
在下沉的过程中,砖头除了受到自身重力的影响,还会受到海水阻力、温度以及浮力的影响,速度会由快变慢,然后再变成一种恒定的速度。结合以上的因素用公式进行计算,可以得出砖头的平均下沉速度是1.5米每秒,下沉到11034米的海底就是7356秒。
不过这只是一种理论上的估算,实际情况肯定会存在差异,甚至还要复杂很多。
无聊
沉不到,因为海水的高盐分会将砖头腐蚀掉。