鲸鱼是肉做的。潜到一万米的深度也没问题。为什么钢铁做的潜艇容易被压碎？
海洋约占地球总表面积的71%，海洋中最深的区域是马里亚纳海沟，在海平面以下11521米。由于深海压力大，温度低，含氧量低，自然环境异常，人类对海洋的探索总体上还处于很低的水平。一些科学家说人类对海洋的探索。单拿深海的压力来说。如果从液体压强公式pρGH推断，在海平面以下100米的地方，一个物体所承受的海水压强是海平面压强的近1000倍，相当于每平方米承受数百吨物体的重量。因此，如何克服深海探测中海水的巨大压力，是必须面对的严峻问题。
为了探测深海自然环境的特征，除了由特殊材料和技术制成的无人探测器之外，潜艇也是一种具有许多应用的人造物体。但就目前的科技而言，一般潜艇的平均下潜深度只有几百米，而军事领域的一些核潜艇下潜深度更大，但也只达到1200米左右。如果再深一点，潜艇将难以承受，巨大的压力会导致潜艇外壳坍塌，不仅会对潜艇结构造成危害，还会对潜艇内部人员的生命健康造成严重威胁。
压力平衡问题
相比之下，海洋中的鲸鱼一般下潜更深，尤其是经常在深海捕食鱿鱼的抹香鲸，下潜深度可超过2000米。说到这里，有人不禁疑惑，为什么鲸鱼的肉在抵抗海水的巨大压力方面比钢铁制成的潜艇还要强？
简单来说，这个结果就是压力平衡的问题。一个容器，或者基于它的一个封闭系统，只要边界构件的强度足够大，理论上可以抵抗内外的压力差，使封闭系统保持一个相对稳定的状态。如果将一个钢球、一块玻璃、一根铁棒、一个装满水的玻璃瓶沉入海底，这些物体表面向内的海水压力和向外的支撑应力一般会保持平衡状态，肉眼几乎看不到物体表面的形状发生变形。
为什么潜艇不能潜得很深？
然而，潜艇无法工作。正常工作时，内部必须保持足够的工作空间和生活空间。在同一深度，潜艇外部和内部给予壳体的压力值与海水和空气的密度成正比，而海水的密度远大于空气的密度。所以潜艇下潜越深，海水给壳体的压力和内部空气给壳体的压力之差越大，潜艇壳体就越有坍塌的趋势。目前用于建造大型核潜艇结构的材料是钛合金，将采用双壳结构，在不牺牲内部工作性能的情况下大幅提高下潜深度。尽管如此，从目前来看，1200-1300m已经达到了这种钛合金的公差极限。毕竟此时潜艇壳体承受的压力相当于每平方米100吨以上。
以人体为例，其实在应对深海的巨大压力时，它显然是非常主动的。因为我们无法通过自我调节来增强体内的压力环境，所以只能在身体的极限承受阈值内潜水。目前无装备的最深下潜纪录是113米，有装备支持的最深纪录是332米，还在进行严格严格严格。生活在陆地上的动物，包括淡水和浅水，一般都有深海潜水的能力。
鲸鱼的身体优势
但是，鲸鱼就不一样了。在长期的进化过程中，为了适应海洋自然环境，特别是增强深海觅食和捕食能力，在能够达到维持体内外压力平衡目的的生存应激下，身体结构发生了明显的变化，主要表现在以下几个方面:
第一，肺的收缩能力超强。随着下潜深度的增加，鲸肺会有不同程度的收缩，特别是下潜到100-200米时，大部分肺泡已经被完全压缩，没有气体交换，没有大面积的空间结构，从而有效避免了体内巨大的压差。
第二，肌肉骨骼的韧性超级强。鲸鱼的骨骼非常容易弯曲，尤其是肋骨、椎骨和胸骨，它们的关节灵活而松弛，一方面为有效调节身体行为提供了便利条件，另一方面随着外界压力的增加而收缩，有效地包裹和保护心脏、肺等重要内脏器官。同时，鲸鱼肌肉组织的韧性和弹性已经进化得非常强大，这将为身体提供足够的缓冲空间来抵抗巨大的外部压力。同时，鲸鱼的皮肤也极其坚韧，组织中充满了体液，可以很好地维持身体内外的压力平衡，而不会对内部造成很大的伤害。
第三，鲸脑中的脑油密度会发生相应的变化。当外界海水温度变低时，鲸脑中的脑油密度会增加，特别是低于20摄氏度时，会变成固体脂质状，从而大大提高对外来压力的抵抗力和敏感度。
第四，血氧储存方式也有利于深海环境。因为在深海环境下，鲸鱼的肺部已经被无限压缩，基本不具备呼吸能力。此时，为了维持机体正常的生理活动，原本通过肺部吸入的氧气大部分与血液中的血红蛋白和肌肉中的肌红蛋白有效结合，进行深海潜水。
鲸鱼的潜水是有限度的。
然而，我们应该看到的是，虽然鲸鱼在身体结构上已经进化得非常适应深海环境，但它们下潜的深度和连续下潜的时间都有明显的限制。从下潜深度来说，即使是能力最强的突吻鲸也无法突破3000米，它们在数千米深海连续下潜的时间最多是1小时。超出这两个极限，鲸鱼的血肉是承受不了的。
答:鲸鱼潜水过程中，肺部逐渐收缩，增加体内压力，以平衡内外压力。
液压水中的压力与水深有关，p=ρgh。深度每增加10.3米，压力就会增加一个大气压。在1000米的深度，水压高达97个大气压，相当于每平方米承受970吨。
经过漫长的进化，鲸鱼的身体进化出了适应深海潜水的能力，但也有极限。一般鲸鱼只在500米以上的浅水区活动，抹香鲸最高可以下潜到2000米，再深鲸鱼的身体就承受不了了。
军用核潜艇的最大下潜深度一般在300米左右。即使是特种核潜艇，最大下潜深度也有700米，无法与鲸鱼的下潜深度相比。
原因当鲸鱼潜入深水区时，鲸鱼的肺部大大缩小，内部压力增加以抵抗外部水压，使内外压力平衡，这就是鲸鱼没有被压死的原因；然而，鲸鱼体内压力的增加也是有限度的。超过极限后，鲸鱼承受不了。
因为核潜艇需要载人，人体的大气压需要保持在1大气压左右，内部压力没有太大的调整空间。所以随着下潜深度的增加，潜艇内外的压力差越来越大。
核潜艇不具备像鲸鱼那样通过增加内部压力来抵抗深水压力的能力，只能依靠金属结构来硬抗，所以核潜艇的潜水深度非常有限。但对于科考用深海潜器来说，本身结构简单，采用多层逐级增压的结构设计，可以下潜到10000米的深度。
其他生物的例子也常常利用类似的原理来适应高压环境。比如水手亚海沟65438+100000米处的生物体内充满了高压体液，以平衡内外压力。
甚至我们人类也这样做。一个大气压是1.01.325 kPa，相当于每平方米皮肤承受10吨。而我们人体内的压力大约是一个大气压，所以内外压力基本平衡，人体不会被大气压压垮。海水压力是指一定高度的海水柱对其底部面积1 cm2所施加的力。深度每增加10米，压力就会增加一个大气压。海底1000米，压力约100个大气压。一个大气压是0.1Mpa，也就是每平方厘米1 kg的压力。100个大气压就是10MPa。100 MPa的压力是极其可怕的，承载着每平方米1000吨的重量。
鲸鱼作为海洋的霸主，潜水能力很强。但是，纠正一下，就是鲸鱼也不能下潜到10000米的深度。长须鲸可以在水下300-500米停留1小时。抹香鲸可以下潜两公里，在水中停留两个小时。葡萄牙首都里斯本附近海域2200米深处发现一条被缆绳勒死的抹香鲸，这是迄今为止哺乳动物潜水的最深记录。
2200米的深度相当于2000多吨的压力作用在鲸鱼身上。血肉之躯如何承受恐怖的压力？不得不感叹造物的神奇。虽然鲸鱼是哺乳动物，但它们也具有鱼类的所有外貌特征。为了适应环境，鲸鱼的肌肉组织变得特别柔韧，纤维组织极其纤细，骨骼也容易弯曲。特别是鱼皮可以使鱼体内的生理组织充满水分，维持内外压力的平衡。
不仅如此，鲸鱼还有特殊的生理结构来抵抗水中的压力。以抹香鲸为例，它的大脑中有一种脑油物质，在低于29度的温度下慢慢凝固，使密度增大，重心前移，可以潜得更深。在深水区，鲸的肋骨与胸骨和脊椎的连接非常松散，潜水时肺部随着外界压力的增加而收缩，在水深100米左右时肺泡完全收缩，所以不会再进行下去了。
潜艇艇体由压力板、网状支撑系统和主要受力结构组成。这种刚性结构无法像鲸鱼在潜水时那样灵活调整，只能靠压力支撑。潜艇下潜时，潜艇的耐压结构要承受强大的深水压力。潜艇耐压结构包括耐压船体、耐压指挥室、耐压液舱和横向舱壁。潜艇耐压壳体一般由高强度钢壳板、肋骨和地连墙组成。壳板是保证潜艇强度的主要部件，肋呈环形水平布置在壳内或壳外。现代潜艇的耐压结构强度可以保证潜艇下潜到300~900米的深海。一旦潜艇外部的高强度钢板支撑不住海水压力，充气潜艇内外海水的压力差就会把整个潜艇压垮，就像气球被压垮一样。