石头的密度是多少(一方石头是多少吨)

新优网_大帅比 48 0


人类为什么能够从一种普通的哺乳动物进化成为现在这样的“文明主宰”,学界的看法是多种多样的。一些研究者认为,直立行走可能是人类在自然中获得生存优势的关键之一。在单纯使用后肢行走之后,人类的视野明显因为直立而开阔了许多,能够利用自己本来就优秀的视力去发现远处的猎物,或者是看到潜藏的危险


因此就连古人也明白“站得高看得远”这样一个简单的道理。的确,在地球上,高度和许许多多的现象都有关系,而我们一般将海平面作为基准,将陆地的高度以“海拔”来进行计算




石头的密度是多少(一方石头是多少吨)-第1张图片





一个地方的海拔高度能够影响气候,不同的海拔高度上的动植物、空气和温度都各有不同。其中大气压也是海拔高度会影响的事物之一。随着海拔的升高,大气压也会越来越低,因为这里的空气越来越稀薄了


而到了海面以下的地方,人们要承受的就不止是大气的压力,还有海水的压力了。水的密度明显是比空气更大的,因此海洋中的压力变化也比陆地上的大气压变化要更加明显。在人类探索海洋的过程中,海底的水压就是一个困扰我们多年的阻碍。那么,人类是怎么去克服这个难关的?




石头的密度是多少(一方石头是多少吨)-第2张图片





人类的海底探索方式

在工业时代之前,人类只能够不借助任何其他的工具去“潜水”,这样能够潜水的时间和深度都非常有限。上个世纪初,现代的潜艇被发明了出来,人们能够借助这种工具来进入海底,近距离观察那个神秘、多彩的世界。


地球海洋的最深处是马里亚纳海沟,其最深处大约有11千米,能够装下一整个珠穆朗玛峰。如今人类已经能够来到海底八千米以上的地方,这里也基本上是生物圈的“极限”了。生命竟然能够在这样的恶劣环境下存在,不得不让人感叹大自然的神奇。




石头的密度是多少(一方石头是多少吨)-第3张图片





潜水艇一般采用了流线型的设计,一方面是为了减少水流的阻力,一方面则是为了抵抗海底强大的水压。毕竟钢铁能够承受强大的压力,人的身体却不像是那些深海的鱼类一样能够调节体内外的水压


不过,即使是各种坚硬的无机物材料也会有自己承受的极限,我们能不能够知道这些坚硬材料在遭遇强大压力之后会怎么样?我们在陆地上分割这些材料时候往往会将其粉碎,那么这些材料在海底会不会也被压碎呢?




石头的密度是多少(一方石头是多少吨)-第4张图片





坚硬的材料——花岗岩

在各种能够从大自然中直接获取的材料中,花岗岩是其中很坚硬的一种。花岗岩可以算得上是我们大陆的基本构成成分,用一个比喻来说,就好像是我们脚下的大地的“骨头”。这种岩石主要由石英、钾长石和斜长石等矿物构成,那么它是怎么形成呢?


这个问题在过去曾经引起过诸多争论,但现在的地质学界已经基本达成了共识,那就是花岗岩会是由地壳中的各种不同成分的岩石共同形成的,这个过程被称为“熔融固”。因此,我们可以通过花岗岩的具体成分来判断某一地区的岩石分布和种类。








人类从很早以前就开始利用这种石材了。这是我们能够找到的最硬的天然建筑材料,其肖氏硬度大于70,能够承受的压力达到了每平方厘米1000~3000公斤。在经过打磨之后,花岗石会呈现出美丽、温润的色泽,而且颜色和花纹也是多种多样的,因此历来都受到了人们的喜爱。


在现代,因为打磨、切割技术的进步,花岗石开始更多地被人们所重视,相对于其他的人工合成材料来说,花岗石几乎不会对我们的生活环境造成污染,而且储量极为丰富,是一种相当理想的建筑材料








将花岗岩扔进太平洋会怎么样?

我国古代有一个“自相矛盾”的故事,讲的是一个贩卖武器的人,宣称自己的矛可以穿透在所有的物品,而自己的盾可以抵挡一切攻击。于是有人问:“如果用你的矛去攻击的你盾,结果会怎么样?”这个人就哑口无言了。


相信很多人在听到这个故事的时候都会好奇,如果这个故事是真的,那么最后“矛”和“盾”到底是谁赢了?尽管我们没有办法知道这个故事的结局,但我们却能够得知“花岗岩投入太平洋中”是什么样的结局,因为我们可以通过各种数据来进行推测和计算。








我们先来看看太平洋的深度吧。太平洋是世界上最为广阔的大洋,它的平均深度是3957米,而太平洋的最深处当然是马里亚纳海沟,这里的最深处是11034米。当然,如果将一块花岗岩投入太平洋中,那么它很可能会被洋流冲走,最后的落点也很难预料。


我们在这里不考虑现实的因素,只看“理想”的实验状态,那么密度远远大于海水的花岗岩必定会不断下沉,最后来到最深处,也就是马里亚纳海沟的万米深处。








我们先来计算一下马里亚纳海沟底部的海水压强。根据通用的压强计算公式,我们可以知道p=ρgh,得出海底11000米深处的压强大约是1.1亿帕。这个压强是什么概念呢?也就是每平方米会受到1.1亿牛的压力,根据地球的重力换算成公斤,大约是一万多吨


很明显,花岗岩是无法承受如此强大的压力的,那么这块花岗岩会在海底压碎吗?答案可能出乎大家的意料,那就是不会。为什么会有这样的结果?










为什么海底的花岗岩不会碎?

如果花岗岩只要是受到了海水的压力就会破碎,那么海底也就不存在岩石的“底部”了,很显然这种事情并没有发生。那么,到底这块沉入了一万多米的海底的岩石身上会发生什么?答案是它很有可能会被“压缩”


或许在很多人看来,一块密度大、质地坚硬的石头怎么可能像是海绵一样被压缩呢?其实这并非不可能,因为海水的压力不是施加在花岗岩的某一个点上,而是均匀地包围着整块岩石。因为各处受到的压力是一样的,所以岩石能够继续保持自己的形状








我们在敲击鸡蛋壳的时候就会发现,蛋壳明明是非常脆弱的东西,但是如果从各个面去均匀地施力,那么蛋壳能够承受的力也很大


因此,花岗岩被扔到太平洋后不会破碎,最多是在巨大压强的挤压下,质地变得更加紧密,然后沉到海底,最后在漫长的地质变迁中回到地壳本身去,重新成为地球的“骨骼”的一部分。但是人类制造的另一些材料可能就没有这么好运了,只要本身有薄弱的地方,那么很有可能会发生巨大的形变,甚至被彻底压扁










深海生物为什么可以生存?

人类是一种生活在陆地上的动物,我们的身体能够适应的压强大概是一个标准的大气压,因此我们如果不增加外部的防护措施,那么人类能够潜水的深度大约是海底一百米,这就是极限了


但是本来就生活在海底的鱼类就不一样,它们可以在海洋的深处自由自在地生活,而不用担心被强大的海水压力“压扁”,这是为什么呢?首先,一些生物本身就含有大量的水分,这些水分可以让身体的内部和外部压力达到平衡,比如水母的身体里就含有百分之九十五到九十八的水分










在深海大约6000米左右的地方,还生活着一种名叫钝口拟狮子鱼的鱼类,这种鱼显然不像是水母那样绝大部分都是水,那么它们是怎么在巨大的水压之下活下来的?


根据科学家们的研究,钝口拟狮子鱼没有坚硬的骨头,身上主要是柔韧性极强的软骨,而头骨上还有一定的缝隙。除了结构的不同,我们还在钝口拟狮子鱼的身体内部发现了一种名叫氧化三甲胺的化学物质,可以稳定蛋白质的结构,而细胞也有特殊的蛋白质作为保护,可谓是做好了万全的准备。










结语

因为深海生物具有适应特殊环境的功能,因此它们不会在海底死去,反而是在来到浅海,或者是被人类捕捞出水面的时候死去。我们在市场上看到的那些深海鱼类,其实都不是因为离开了水没办法呼吸,窒息而死的,而是在比较小的大气压强下因为内脏出血、破裂而死


我们也不得不感叹大自然的神奇,能够让地球的各个角落都有生命的存在。而人类也没有因为这些自然环境的阻碍而停止自己探索的脚步,制造出了各种各样先进的工具,也是一种十分了不起的成就










令人不安的是,科学家们在进行深海的探索时,也在这里发现了一些不该出现的东西,那就是人类制造的垃圾。玻璃、合金和塑料制品都是在短时间内很难降解甚至是几乎无法降解的东西,这些垃圾在人类活动中已经大量流入海洋中,给我们的整体环境造成了极大的污染,也时时刻刻威胁着海洋生物的生存。


连如此之深的海底都发现了人类社会的垃圾,地球的未来无疑值得我们担忧。长此以往,受到影响的当然不止是其他的动物,还有人类自己。因此,保护海洋已经成为了现在最重要的环保议题之一















标签: 科学

抱歉,评论功能暂时关闭!