简单的来说一下这个问题吧，地球又被称为“水球”，70%被水覆盖，所以还有很多未知的部分。人类一直向往太空，而另外一个未知之地，那就是“深海”。一般水深超过200米以后，就可以称为“较深的海域”了，地球上海洋全部计算起来，平均水深大概有3800m，也就是说，地球的平均水深和日本的富士山差不多。

不同领域的水深

水深以后会造成哪些问题，又是什么概念，我想很多人不太明白，我就简单的先对这个方面做一个简要的说明。

• 水深1~3米

一般人类在海里面裸体潜泳的水深在1~3m之间，稍微专业一点的水肺潜水最多也就是40m左右，太深了也是伴随着很大的风险。

• 水深100m

受过专业训练的技术性潜水，其界限也就是100m左右。

• 水深200~300m

不穿潜水服的潜水，目前世界记录为214m，是2007年澳大利亚的一位潜水爱好者达成的，可以说这个深度是人类的极限距离了。

• 水深300~500m

水肺潜水的记录是332米，和日本的东京塔是一个高度。一般的潜水艇的航行深度为300~500m。

• 水深500~1000m

南极帝企鹅的最高潜水记录为564m，帝企鹅的潜水能力在同类中是超群的，能够在500m以下的水深情况下，潜水超过20分钟。在这个水深领域，已经生活着一些不常见的深海鱼了。比如在600m左右的深水中，生长着一种叫做“大鳍后肛鱼”的生物，又叫管眼鱼，有着透明的脑袋和管状的眼睛。图片看起来有一些违和感，因为并非是常规的动物。

• 渐深层（水深1000m~3000m）

超过1000m以后，称为“渐深层”，这个深度几乎是没有阳光可以到达的，可以说是完全黑暗的世界。在水深1300m的地方，生长着一种叫做“哥布林鲨鱼”的生物，据说是1.25亿年前的史前生物。

在水深2000m左右的地方，生长着一种名为“蓬莱鱛”的“恶魔鱼”，体长只有35cm左右。特点就是其头部和牙齿，被科学家认为是为了在深海捕食而进化！

• 深海层（3000~6000m）

水深达到3000m以后，就可以叫做深海层了，深海层以后，其水温只有1~2℃，水压在300以上。此海层几乎没有鱼类生存，但是却有一个特例，那就是抹香鲸。体长在16~18m，头部巨大，据说一生中有三分之二的时间在深海度过。科学家认为，抹香鲸之所以能够在深海生存，是因为它能够将氧气存储在肌肉中。

• 超深海层（水深6000m~）

水深超过6000m以后，被称为“超深海层”，水压超过600个气压。那么是一个什么意思呢？当你在6500m的深海游泳时，1平方厘米所受的力大约有680kg，你的手掌之上，相当于站着7头大象。日本载人潜水调查船，曾经在深海6500m工作过。能够在水深6000m以下进行作业的调查船，全世界也只有几艘而已。

为何鲸鱼能够达到那么深的海底？

在对深海的情况有一定的了解以后，我们再讨论一下，为何鲸鱼没有问题。刚才也说了，大约200米的水深之处，就可以被称为“深海”了，水深1000m的地方，1平方厘米所受的压力大约为100kg，那么深海鱼为何没有问题呢？

比如将人类或者钢铁做成的东西放到深海，会有什么样的结果呢？那么会被水压“挤破”。当外部受到足够的压力以后，内部的空气会产生一个向外的力，就像上图一样，当一个钢铁做成的金库，被扔到深海之中时，会因为内部的空气，而从内部开裂。反之，如果你将一个装满水的塑料瓶放到深海中，反而不会被压破。气体要比固体以及液体，更加的不耐压力。

换句话说，内部的空气和外部的压力保持平衡的话，就不会被压破。上图是一个渔夫打到深海鱼之后的场景，上岸以后，深海鱼内脏都突出来了，那是因为内部的压力要高于外部。那么，抹香鲸又是一个什么样的情况呢？抹香鲸的肌肉中，含有大量的肌红蛋白，当潜水的时候，这些肌红蛋白能够吸收很多氧气。一般的哺乳动物潜水的时候，会将空气存储在肺中，而抹香鲸将氧气存储在身体的肌肉之中。抹香鲸的肉呈现红黑色，那就是因为肌红蛋白的原因！

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海洋是一个巨大宝库，各个深度上都有生命生存。著名的鲸中吃货抹香鲸，能一口气潜到2250米；水下8000米处有狮子鱼在玩耍；甚至在11,000多米的马里亚纳海沟，也有微生物存在。

跟这些肉身凡胎相比，钢筋铁骨的军用潜艇就差远喽！

科研用的深潜器像个铁疙瘩，不计成本的用最顶级材料对抗水压，才下潜到11,000米。而军用潜艇一般也就在200~600米水深活动，最厉害的苏联M级潜艇，用钛合金制造，曾下潜到1250米，至今也无人逾越。

其实，潜艇输掉比赛很正常：

海洋中每下降10.3米就增加1个大气压，1000米深处压强为100Mpa，相当于每平方米承受1000吨压力。

这个压力听起来很大啊，但那里的鱼儿表示没感觉。就像我们生活在大气海洋最底层，承受1个标准大气压，相当于10米高水柱压在身上，可我们也没感觉。要不是科学告诉我们有气压存在，我们都不知道那是啥玩意儿。

实际上，压强不是关键，压强差才是。我们把一个敞口玻璃瓶扔到海里，不论它下潜多深，瓶内外压强一样，它都不会形变破碎。

我们体内压强与体外大气压平衡，也不会感觉到压力。如果我们到外太空真空环境，就会面临内压大，身体膨胀的危险，必须穿宇航服保护。

抹香鲸能潜很深，因为它有特殊本领：

1、抹香鲸的胸腔富有伸缩性，肺泡间的隔膜都具有丰富的弹性纤，肺部可随水深变化压缩。缩小的肺停止气体交换，阻止氮气溶解到血液中。

2、抹香鲸的肌红蛋白比其他动物高，血红蛋白浓度也比人类高得多，贮氧能力很强。它在潜水前，就已经把氧气贮存到肌红蛋白和血红蛋白中，供身体运动之用。肌红蛋白表面有电荷，互相排斥，阻止堆积，使其浓度升高也能维持功能。

▲肌红蛋白

3、颅骨内也有相应的构造，咽鼓管与耳朵鼓腔连通，帮助压力平衡。它体内没什么独立的密封空腔，呈一个紧密的整体，保持内外压强平衡。虽然身体有轻微压缩，但不会压扁。

深海鱼类也一样，8000米深水鱼生理结构跟浅水鱼差别很大。它们的骨骼很薄，肌肉柔韧，纤维组织细密，表皮只有薄薄的一层，便于体内外水分交换。

▲8100米狮子鱼

动物的细胞膜并不是封闭的，它像一个有很多门的房间，水可以进来，也可以出去。内外交换压强一致，就化解了压强差带来的压力。

但仅靠压强一致，还不足以解决所有问题。一个泡沫纸杯，沉到1500米水下本身也会被压缩，因为纸里有空间。

生物细胞里也有空间，蛋白质和脂肪也会被压缩，又不象分子、原子间有强大作用力抵抗。为此，深海生物又进化出各种应对方式。

比如提前让蛋白质分子变小，更加紧密；细胞膜用不饱和脂肪酸增强流动性，加快内外交换速度；用三甲胺氧化物（TMAO）加固蛋白质。

其实深海的鱼儿也纳闷，为什么人在压强小的环境中能生存呢？只能说一方水土养一方人，不同的环境造就不同的生物形态。

大潜深肯定有利于潜艇隐蔽，但是艇内有人，要维持标准气压。如果潜艇内部气体增压，能不能增加潜水深度呢？

理论上可以，人体能自我调节，缓慢的适应高压环境。就像500米水深的潜水钟里，潜水员也能呼吸高压混合气体，工作数天才上浮。和风漫谈原创，禁止抄袭。

但问题是，这样的潜艇不能快速上浮。因为高压下氮气溶解在血液中，上浮过快，氮气从血液中析出产生气泡，形成血栓危及生命，导致“减压病”发生。而不能快速上浮的潜艇，有什么战斗力呢？

▲潜水钟

所以，潜艇只能依赖结构设计和金属材料对抗水压，庞大的尺寸、高昂成本，也决定了它不可能任意增厚艇壁。再说，还有很多探测、观察、武器设备要从艇内延伸出来，缝隙处都有巨大应力。

未来，无人潜航器快速发展，不再受人体生理极限约束，内外压强平衡潜得更深，战斗力不可想象。当然，通信、侦察、武器问题也要同步解决才行。

综上，钢筋铁骨的潜艇不如肉体凡胎的抹香鲸，这并不丢脸，我们要向大自然学习的东西还有很多很多。

和风漫谈原创文字，欢迎关注，图片来自网络，侵删。一起了解有趣的知识。

海洋深处的水压与深度有关，越深水压越大。与鲸鱼体内自带气压调节不同，核潜艇内部由于人类的存在需要维持一个固定的大气压，内外存在着非常大的压差，但是以现在的技术，想要压成废铁，仍然比较困难。

1、水压的计算

水压的计算非常简单，水压公式如下，其与水的密度、重力加速度、水深成正比。忽略高度变化引起的重力加速度的变化，忽略温度变化引起的水的密度的变化，那么水压与水深成线性关系，如下图。

地球上最深的马里亚纳海沟，水深11034米，取密度1000kg/m3，重力加速度10m/s2，那么最深处的水压为110MPa，约为1个标准大气压的1100倍。

2、核潜艇的受力

假设在最深处，核潜艇受到外压1100atm，内压1atm，如下图。如此巨大的压差，对核潜艇是个非常严峻的考验。对于均匀的球壳，由于水压是三向压缩，球壳会有一定的缩小，但是厚度合适的情况下，不会被压扁。

同理，核潜艇也是一个壳体结构，不管内部如何，只要厚度足够，核潜艇就不会发生压扁的情况。但是，实际情况却远非如此。核潜艇由于各种功能的需求，潜艇表明存在着大小不一的、无数多个开孔结构，这些孔洞的存在减弱了核潜艇的受力。在外载作用下，会在孔洞附近形成应力集中，很容易出现工作应力超出许用应力的情况。为此，需要在这些孔洞附近进行局部加强。潜的越深，加强的就越多。这样会让潜艇失去非常大的机动性，使得潜艇笨重。

通过结构设计，可以满足一定水深下的潜艇的结构强度，这一点在力学上没有任何问题。

3、鲸鱼的受力

鲸鱼的身体类似于潜艇的外壳，所以鲸鱼的受力形式与潜艇类似，外层的水压，和内层的内压。对于潜艇，由于功能需要，内压维持在1个大气压。但是对于鲸鱼，内压不需要维持，可以随着水深而自动调节。这样，内外压始终不会有太大的压差，从而保证鲸鱼不会被压死。

4、总结

潜艇由于功能的需求，内压保持在1个大气压左右，因此内外压差非常巨大。而鲸鱼则会自动调节体内气压，从而抵消掉外部的水压。

从力学的角度，设计一个可到达马里亚纳海沟的潜水艇并不是很困难，我们总可以设计出一个抗110MPa水压的结构，普通金属的强度极限都超过了这个水压。

海洋深处的压力究竟有多强？海洋深处的压力那是非常恐怖的。

我们生活在地球上，位于地球大气层之下。虽然我们感觉不到地球大气压的存在，但是地球大气压是的的确确存在的，而且还很大。地面上的标准大气压是1.013×10^5帕，这相当于每平方厘米1.033公斤的压力。成年人的皮肤表面积大约是1.8平方米。因此空气施加在我们身体上的压力相当于18594公斤。大气压为什么没有把我们压瘪呢？原因是我们的身体内部气压和外界相同，人体内外的压力处于平衡状态。

但是如果我们处在深水中情况就不一样了。海水的压力会伴随着海水深度的增加而增加。海水深度每增加10米，海水压力就会增加大约1个大气压。如果我们下潜到水下10米深的地方，我们身体收到的压力就会增加一个大气压的压力。这时候由于我们的身体内部还维持着一个大气压的压力，就会感觉到海水的压力了。经过专业训练的潜水者可以潜到30米左右。再深一点，海水压力会大的让人受不了了。

那么深海的压力究竟有多强呢？就拿世界上最深的马里亚纳海沟来说吧！马里亚纳海沟的深度是11034米。这里的海水压力有多大呢？我们通过计算得知，这里相当于1100个标准大气压。这个压力有多大呢？这里相当于每平方米要承受11363吨的压力。可想而知这里的压力是有多么可怕。

人类制造的核潜艇如果来到马里亚纳海沟肯定是要被压成废铁的。为什么钢铁打造的核潜艇会被压扁呢？原因也很简单。潜艇是人类制造出来用于潜入海洋的工具。它内部是空的，而且还保持着一个大气压。因为只有才能够保证人正常活动。如果潜艇里面是一个大气压，而外面是1100多个大气压，这么巨大的压力差肯定会把潜艇压碎的。

图示：各种动物下潜的深度

据资料显示，潜艇下潜的最大深度是1300米。然而一些鲸鱼例如抹香鲸可以轻松的下潜到2000米深的深海中。鲸鱼的身体经过长期的演化，已经进化出了深海潜水的能力。鲸鱼在潜水的时候肺部会大大缩小，体内的压强增加来达到体内外压力平衡。这样鲸鱼就不会被压扁了。

其实鲸鱼下潜深度也是有极限的。到了一定极限如果继续下潜，鲸鱼也会被海水压力压死的。

在海平面上，我们感觉不到气压，是因为我们的身体和气压达到了平衡。

然而，潜入海洋几米，就会发生明显的变化。我们可能会开始感到耳朵和鼻窦疼痛或不舒服。这是由于流体静压的增加，即液体对物体施加的单位面积力。耳朵和鼻窦含有空气，我们身体里的气囊被水的压力压扁。

我们观测海洋表层和深层的鱼，就会发现，生活在海洋表面附近的鱼可能有一个鱼鳔（这是一个有空气的大器官），帮助它们在水中漂浮或下沉。但深海鱼类的身体里绝对没有这些气囊，不然它们会被海洋压力碾碎。

你在海底越深，水对你的压力就越大。每下降10米，压力增加14.5 psi。

深海是一个很难居住的地方。那里没有光，很冷，没有多少氧气，食物也很少——而且，生活在那里的生物必须应对来自上面海水的巨大压力。但是生活在海洋最深处的生物有特殊的特征，这有助于它们应对这些艰难的环境。

琵琶鱼

为了解决压力这个问题，深海生物有“压解物”——一种最近才被发现的有机小分子。这些压解液阻止生物体内的其他分子，如细胞膜和蛋白质，被压力压碎。

像问题中提到的深海鲸类，它们的肋骨是由疏松的、可弯曲的软骨连接在一起的，这使得它们的胸腔不容易在压力下崩溃，而不像我们的骨头，很容易被压力下骨折。

突吻鲸

并且，它们的肺是可折叠的，所以当鲸一次潜入深海近两个小时，肺不会被压扁。当潜水时，这些鲸把它们呼吸的空气中的氧气储存在它们的血液和肌肉中。科学家发现，它们储存氧气的血红蛋白和肌红蛋白分子含量比其它鲸类要高。

另外，有一种鲸——突吻鲸，往来于水面和海洋2千米深处，它还能降低心率，暂时停止血液流向身体的某些部位，使氧气维持更长时间。

塑料泡沫在深海压缩前(左)和压缩后(右)的扫描电子显微镜图像。

我们再看看潜艇。

它们内部是空气，为了保证里面人的安全，内部还要维持标准大气压。海洋之下两千米，大约是200个标准大气压。而要对抗这个巨大的压强差，只能靠着核潜艇自身结构和材料硬抗，是非常大的挑战。目前，潜艇一般在600米左右。三人潜艇——双鱼座V，可以到达水下2000米，这也是目前记录。

双鱼座V（Pisces V）

然而对于深海动物，体内有体液遍布，内压可以随着水深而自动调节，和外压始终差不多，这样生存挑战就要比潜艇小得多。

但是，随着科技的发展，无人潜艇将不会有对抗内外压强差这方面的问题，可能会在未来比深海动物潜的更深。

答：潜水艇内部需要住人，压力维持在一个大气压左右，所以潜水艇内外存在很高的压强差；鲸鱼可以主动增加体内的压力，来和外部压强形成平衡，所以鲸鱼能下潜到更深的深度。

根据液体压强公式p=ρgh，可知海洋中的压强和水深成正比，大约每下降10.3米，压强增加一个大气压，一个大气压强是1.013*10^5pa，相当于每平方米面积上，承受10吨物体的重力。

0~3米

该深度属于人类常规的游水范围，水性好的人无需任何防护也能应对。

10~100米

这属于专业潜水员的活动范围，由于水中压力明显增加，会导致人体内部的气体压力有所增加，潜水员再次返回地面时，一般要通过专业的减压步骤，否则极易引发减压病，是非常致命的。

100~500米

一般的潜水艇，极限深度在300米左右，俄罗斯特制的核潜艇，可以下潜到700米，这已经是核潜艇的极限了，在这里，潜艇外部将承受70个大气压强的压力，相当于每平方米上承受700吨的重力。

500~2000米

在这个深度下，阳光亮度逐渐降低到零，生物也少了很多，抹香鲸在捕食大王乌贼时，有可能下潜到2000米的深度，抹香鲸在下潜时，会缩减肺部的体积来增加体内压强，从而和体外压强形成制衡。

但是潜水艇做不到，因为潜水艇内部需要住人，压力保持在一个大气压左右，否则人体承受不了。

2000~5000米

该范围属于深海区域，人类特殊制造的深海潜水器，可以下潜到该深度，比如我国的蛟龙号，最大下潜深度为7000米，外部承受的压力也是非常惊人的。

5000~11000米

超深海范围，极少有动物生活在这，但是一些经过特殊进化的深海动物，可以在这里生存；2012年好莱坞大导演詹姆斯·卡梅隆，乘坐深海挑战号下潜到11000米的深度，创造了人类的深潜记录，潜水器回到水面后，长度直接被压缩了7厘米。

对于压强问题，其实一个大气压也是很高的，我们生活在大气中，身体表面每平方米承受10吨的压力，但是我们丝毫感觉不到，因为我们体内的压强和外界相当，内外形成压强相互抵消。

如果我们到了高原地区，外界压强降低，身体就会有明显变化；而深海鱼到了浅海，也会因为体内压强太高，导致身体破裂。

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海洋深处的压力又多强？就拿马里亚纳世界最深的海沟的压强说一下。

马里亚纳海沟底部，水压为1086巴，即108.6百万帕斯卡（MPa）、每平方英寸15,751磅（PSI）或1071.8标准大气压。

嗯，自行想象一下，不过关于海底探索这件事情，很多人都尝试，而且最有趣的是之前拍摄《阿凡达》的导演，卡梅隆通过团队的研究竟然成功的下潜到了海沟的底部，下潜深度为10,898米。卡梅隆是抵达海沟底部的第三个人，也是单独下潜的第一人。卡梅隆此次潜水除了为科学研究搜集样本之外，还拍摄了一些照片和影片。

这里面还要提到为何在深海很多生物可以生活的很快乐，但是核潜艇却无法下潜这么深的深度。

其实很简单，核潜艇的构造根本无法承受这么大的压力，它并不是为深海探索而建造，它是战争工具，所以在深海探索这件事情上它无能为力，而且也没有可比性。

那么对于生物体来说，高压强最直接的作用是减少分子的体积而导致的机体结构变化。作为一个分子而言，这压强是十足的作用在其身上的。生物体都是由一个个分子构成的，其主要构成单位蛋白质，以及各种脂膜的结构和功能都相应的发生了一些变化，以适应深海的压强。

既然压强的直接作用是导致蛋白质体积的变化，深海生物蛋白质的适应也是体现在体积变化。蛋白质不是刚性结构，意味着它可以通过三级或四级结构转化而进行『构象变换』。

生物膜的主要成分是脂类，其压缩性是大于水的，所以在高压强下，也会发生一系列的结构变化。

压强升高或者温度降低都会降低膜的流动性。大约深度每增加100米的作用和温度降低0.13-0.21摄氏度相同。深海生物为了抵抗这种作用，进化出了一些机制来增加膜的流动性，以保障正常的生理需要。

深海生物对抗高压的方法就是减小自身的压缩性，从而把压强的作用减到最小。平衡体内压力，提高整体抗压能力，改变分子结构提高细胞层面上的抗压能力。

所以这些生物可以在深海自由自在的生活，但是在深海还有一些非常有趣的现象——深海巨大化，这里暂且不做太多说明，喜欢的朋友可以留言给我一起探讨。

核潜艇在深海中被压碎也是不可能的，顶多就是压扁，不过这点对人类来说也是致命的。而鲸鱼可以调节自身内部的压力以抵抗外部压力，反而可以潜入2000米左右的深海。

在地球水体中，深度每增加10米就相当于增加一个标准大气压，一个大气压相当于1公斤的物体的重量施加在1公分的狭小面积上，而核潜艇的排水量最大达到1万多吨，也就是体积有1万立方米，表面积至少也有几百平方米了，整个核潜艇在深海受到的压力就十分巨大。而核潜艇是用来进行军事任务的，内部需要有人，内部气体的压力就需要能够保证人的存活，不能很大，那核潜艇内外的压力差就十分巨大，只能靠着核潜艇自身结构硬抗，但人类材料技术还不够，材料自身的强度不足，难以抵抗深海压力。目前核潜艇一般也就潜600米左右，已经十分了不起了，可以很好的隐蔽。

虽然人类核潜艇不能潜入1000米以下的深海，但是以海水的压力想要压碎核潜艇也是不可能的，历史上那么多沉船，也没见哪个被压碎了，只不过一些密闭的结构，会被深海压力压扁。在不完全封闭的结构中，海水可以通过裂隙进入结构内部，海水压力相当于加在钢板两边，刚好相互抵消了。拿核潜艇和鲸鱼比是不大合适的，鲸鱼是肉长的，组织内都是水，水的压力作用在水上也起不到什么作用吧？虽然鲸鱼体内有一些空腔，但是可以自主地调节肺脏等体内空腔的容积，进而提升压力，使鲸鱼能够抵抗海水压力，使得鲸鱼最深可以潜到2000米左右的深海。

世界上最深的地方在马里亚纳海沟，海水11000多米深，相当于1000多个标准大气压，至今人类只能制造一些小型的载人潜具，而且潜水后潜具就会在深海压力下明显变形，相当危险，因此载人潜入马里亚纳海沟总共不到十次。

我先指出一个事实，如果核潜艇和鲸鱼一个结构，里面都充满了液体（水）的话，那么无论海底压力有多强，核潜艇都不会再被压成碎铁的。当然，这个内部充满了水的核潜艇，人怎么操作，或许就不是题主考虑的问题了。

海洋深处压力有多大？

我们先说说这事，我只能说，很大，大到你难以想象。可能同学们很难想象得到，这个压力有多大，我举个例子吧。从海平面开始，深度每增加10米，压强增加一个大气压。

全球的大洋水深大约4000米，这时候的压强嘛，大约相当于一头大象站在你的脚趾上这样的感觉。

一般来说，潜艇中的王者，核潜艇选择的潜水深度，大约在400-600米之间，一个是考虑自身的强度问题，另一个是考虑电磁波段屏蔽。基本在600米的海洋深度，就可以有效的隐藏自己，不被电磁波探测到了，所以，也不是越深越好的。

鲸鱼怎么就没事了呢？

首先，本着科学的精神，我提醒这位同学一下，鲸不是鱼，鲸是哺乳类动物。

不管是什么类型的动物，要进行深海潜水，那么其主要的问题都是共同的，就是解决身体内部充满空气的器官，在水下受到超出陆地的压力。

鲸有独特的身体结构，帮助解决这些对于人类而言，灾难性的问题。首先就是它们的肺部会缩小，这样即防止了巨大的压力对肺部本身的伤害，又能阻止肺部的气体交换，于是也就没有氮醚醉的问题。它们依靠血液和肌肉中的氧，就足以让自身活动了。

另一个主要的因素，就是鲸类动物，通常拥有强大的静脉血管结构，潜入深水后，血管也可以抵御强大水压的直接挤压效应。

简单的说，鲸也不是一个深潜的专家，一般也就生活在潜艇的活动范围之内，在某种意义上，鲸类其实也是一艘潜艇呢。

结语

海洋的神奇之处，还在于，我们远远没有揭开它的真面目。

你往潜艇里灌满水，再深的海洋都可以下得去。