【腦洞系列】把一塊磚扔進馬裡亞納海溝，多久到海底？磚頭會不會被壓碎？

2023/07/18

馬里亞納海溝位于太平洋馬利安納群島附近，是地球上已知的海洋最深處，假如我們把一塊磚頭丟進馬里亞納海溝，那麼這塊磚頭需要多久能沉到海底呢？在討論這個問題之前，我們需要先來確定一下磚頭會不會被壓碎。

一塊磚頭扔進海溝，是否會沉底？

雖然人類已經是站在食物鏈頂端的勝利者，但是和神秘莫測的大自然相比我們還是顯得太過渺小。比如馬裡亞納海溝，該海溝平均深度在8千米以上，最深的地方已經達到了11034米，這是什麼概念呢？公認的地面第一高峰是珠穆朗瑪峰，海拔為8848米，也就是說如果把整個珠峰扔進此處，我們也需要下潛2000多米才能看到珠穆朗瑪峰的頂端。

珠穆朗瑪峰

因為水深過于驚人，所以這裡處于完全黑暗的狀態，缺少食物，堪稱是環境最糟糕、最不適合生物生存的區域之一。因此以人類現階段的技術水準來看，想要探索這樣的地方並不容易。那麼把一塊磚頭扔進這裡，磚頭會沉下去嗎？

不少小夥伴們會不假思索地回答可以。我們之所以會產生磚頭扔進水裡就一定會沉底的印象，是因為磚頭的密度普遍比水的密度更大，所以不可能漂浮在水面上，只能往下沉。

但是，馬裡亞納海溝實在是太深了，這會導致水的密度加強。所以，想要知道磚頭能否在馬裡亞納海溝沉底，首先要考慮的問題是在海溝深處，水的密度究竟是多少。

馬裡亞納海溝

通常來講，普通的磚頭按照抗壓強度可以劃分MU10、MU15、MU20、MU25以及MU30五個等級，其中抗壓強度最高的是MU30，其抗壓強度平均值為30Mpa，也就是說，當磚頭受到的壓強超過了30Mpa的時候，就可能會被壓碎。

另一方面來講，海洋的水深每增加10米，海水中的壓強就會增加約1個大氣壓，而馬里亞納海溝最深處可達11千米，在這裡的壓強可達到1100個大氣壓，也就是110MPa，這相當于每平方公分的面積，會承受1.1噸的重量。

水壓

當然，考慮到海水並不是純淨水，裡面還有各種復雜的成分，所以海水的密度還會更大一些，但也應該突破不了1100千克/立方米。

相比之下，正常的磚頭密度已經達到了1800千克/立方米，所以哪怕是把磚頭扔進馬裡亞納海溝，磚頭也能夠像在普通的水裡一樣沉底，只是需要花費的時間會更長一些，當然這是在磚頭沒有被壓碎的情況下。

那麼磚頭會在海底被壓碎嗎？

通過密度計算我們可以知道，磚頭能夠沉入海溝。可我們在計算中也提到，水深加10米，就會加1個大氣壓，所以馬裡亞納深處是絕對的高壓環境。那麼，磚頭在這種環境下還能保持完整性嗎？對于這個問題，最直接的方法仍然是計算。

馬裡亞納海溝

一個大氣壓為0.1牛/平方毫米，所以在海溝最深處的大氣壓為110牛/平方毫米。而普通磚的承壓能力在30牛/平方毫米。所以如果是通過這個資料對比來看的話，磚頭在還沒有沉入海底的時候就已經會被四面八方湧來的壓強擠碎。但是，計算還沒有結束。

大氣壓

一般來說，馬裡亞納海溝環境惡劣極不適合生物生存，所以此地應該是一片荒蕪。但是通過科學家研究發現，在這裡有一種神奇的魚類----獅子魚，他們生活在海水深8千米的地方，可以說日日夜夜都在承受著高壓。可如果有人看過獅子魚的相關資料會發現，這種魚不是我們想的那樣長得銅牆鐵壁，雖然骨骼和肌肉都極有韌性，但是至于的身體表面是一層薄膜覆蓋，這看起來是不可思議的事情，但其實正是這層薄膜才保證了獅子魚能夠在8千米深的海底生存。

獅子魚

因為獅子魚可以通過薄膜調整身體內外的壓強，在保證壓強一致的情況下，他們自然也可以毫無壓力地生存在海底。而這磚頭的「長相」雖然和獅子魚的長相大相徑庭，但兩者有一個非常相似的地方，那就是磚頭本身也能滲水。

海水過濾

因此，磚頭在墜入馬裡亞納海溝底部的過程中，會因為滲水導致內外壓強一致，各方向受的力都是均衡的，這就保證了磚頭的完整性。實際上很多在海底的石頭沒有滲水但也能保持完整性，是因為石頭與石頭之間也有區別，比如花崗巖的抗壓強度就能超過120兆帕。

馬裡亞納海溝深處有什麼？

把磚頭扔進海溝是否能沉底是我們的一個設想，那麼現實中的馬裡亞納海溝深處有什麼呢？首先肯定有我們上文中提到的獅子魚，隨著科學家通過研究發現，在海溝底部還有大量的微生物，這意味著此處存在著養分，所以才能保證微生物的生存。

珊瑚叢

在2019年，我國的科考隊員還曾經在此處發現了10片珊瑚林，忽略周圍惡劣的環境，這些珊瑚林的確相當的夢幻，猶如海底花園一般。但是，除了這些「原住民」之外，海溝底部還有很多人類製造的垃圾。之前我國曾經發佈過一組資料，指出在海溝2673~10908米的海水中，微數量的含量已經達到了2.06~13.51/L；而在海溝5108~10 908米的表層沉積物中，微塑膠的含量已經達到了200~2200個/L。