深海“泰坦”内的恐怖内爆
2023-12-01 10:28

深海“泰坦”内的恐怖内爆

和直觉相反,本文中的内爆并非物质和能量的扩散,而是一种物体塌陷(或受挤压)至自身内部的过程——想象一下你手捏扁空易拉罐的景象。如果你看过一些关于潜艇的影片,比如《猎杀U-571》,你就会听到潜艇下潜时由于水压增大发出的恐怖的嘎吱声。


所以不难想象,自由潜水的肉身,其危险性有多高了。水下压力不但直接作用于人体,而且引起人体内部复杂的物理变化和生理变化,如果无法克服或者适应这些变化,将导致各种病症的发生,比如,身体不同部位的组织器官被挤压造成出血,耳膜破裂,龋齿疼痛,胸部受压塌陷,肺部形成空气栓塞以及气胸、昏迷、氧气中毒、一氧化碳中毒、体温丧失等。此外,还要面对水下水流复杂等种种险境,稍有不慎,便会命归黄泉。


本文来自微信公众号:利维坦(ID:liweitan2014),作者:Col Jung,翻译:腐竹与瘦竹,校对:兔子的凌波微步,题图来源:视觉中国

文章摘要
本文介绍了深海潜水中的恐怖内爆现象。在深海中,水压对人体产生了极大的压力,可能导致各种病症的发生,甚至是生命危险。文章还描述了亿万富翁冒险家哈米什·哈丁及其团队在深海潜水中遭受内爆的悲剧。此外,文章还解释了内爆的原因和可能发生的情况。

• 💥 深海潜水的水压对人体造成的危险性

• 🌊 深海中复杂的水流和其他险境

• 🛠️ 深海潜水器在超过其承受深度时可能发生的内爆现象

2021年,亿万富翁冒险家哈米什·哈丁(Hamish Harding)创下了纪录,深入到马里亚纳海沟的最深处——挑战者深渊(the Challenger Deep)。这次历时4小时的下潜,深度达11千米(36000英尺),几乎是“泰坦尼克”号沉没地点的三倍深。


与之相比,登月或进入月球轨道的人数都要多于前往如此深处的人数!


当时,哈丁理解其中的风险,并不祥地评论道:“稍有闪失,你就再也回不来了。”


不出所料,2023年6月18日,他的话果然应验了。


载有他和其他四人——包括海洋之门(Ocean Gate)特立独行的首席执行官斯托克顿·拉什(Stockton Rush)在内的泰坦(Titan)潜水器,在“泰坦尼克”号观光之旅中遭受了毁灭性的内爆。


他们都死得很惨,而且只发生在一瞬间。


由于那个恼人的力量——重力,每个人都受到大气压力的作用。


这是由上方空气的重量向下施加的力量。你可以把它想象成一根长长的气柱在你上方(一直到大气层的顶部)向下压在你头顶上。


在海平面上,我们经历一个大气压,大致相当于每平方厘米1千克的重量,或每平方英寸14.7磅(PSI)


在海底,上方水的重量进一步增加了这个向下压迫的大气柱。


而水比空气重得多。每下沉10米的海洋深度,就会增加一个大气压。


泰坦尼克号到底沉入海底的多深处?© Scott Brown


在泰坦尼克号的残骸处,泰坦潜水器可能承受了大约350到400个大气压。这意味着大约每平方英寸2.5吨(5500磅)的压力作用在潜水器的表面。


当澳大利亚海洋考古学家艾米莉·贾特夫(Emily Jateff)于2005年前往泰坦尼克号时,她在潜水器外部挂了一些聚苯乙烯泡沫塑料杯。


这些塑料杯被挤压成了它们原来尺寸的1/8。


在深水中,人造潜水器和潜艇稍有不慎,就可能像垃圾碾碎机中的空饮料罐一样被压碎。


(注:潜水器和潜艇之间的区别在于后者更大且更自给自足。相比之下,泰坦是一艘小型潜水器,只有有限的补给和大约96小时的氧气。)


死亡时刻


潜艇在下潜到超过其承受深度时,会迅速坍塌,或者说发生内爆(implodes)


这一过程发生在毫秒内,将潜艇压缩到原始大小的一小部分。现代海军中的潜艇无法潜入超过500米的深海(潜艇的下潜深度大约是在300-400米之间,而像美国的“海狼级”核动力潜艇可以下潜到650米左右,而俄罗斯的S系列潜艇最大的下潜深度可以达到800米左右,但这已经是目前所有潜艇里的极限了。编者注)


对于每一位深海冒险家来说,这都是令人不安的消息。


在深约3900米的地方,当6.7米长的泰坦潜水器接近泰坦尼克号时,船上几乎没有容错的空间。


灾难发生前的一些事实:


为了节省能源,内部灯光应该关闭;


由于阳光无法穿透至无光区域(1000米),周围的海洋是一片漆黑;


泰坦上没有座位,而且可能相当寒冷。


简而言之,那里并没有太多的舒适条件。即使你名下有几十亿,你也不能在泰坦号上享受头等舱的豪华待遇。


当潜水器接近泰坦尼克号沉船时,灾难发生了。


© Ifremer


某个地方发生了故障 —— 很可能是“舱口”(钛舱盖)与碳纤维船体结合处 ——大量的海水瞬间涌入并使潜水器发生内爆,水压之大令人难以置信。


我们谈论的是如此大的压力,以至于仅从最轻微的裂缝中喷出的细水流就能将你切成两半,就像激光穿过黄油一样。


有四件事可能在一瞬间同时发生:


  • 大量的海水猛烈冲击了泰坦内的五名乘员。


  • 极大的压力差使潜水器内的空气升温,导致严重灼伤。是的没错。这种热引起的伤害随后延伸到身体内部的脆弱组织,因为水会侵入他们的气管,迅速压缩并点燃肺泡内剩余的气体,灼伤肺部最深层的组织。总体而言,身体和器官都被烤熟了。


  • 海水进入每一个充满空气的腔室。人体已经有60%的水分——转眼间就变成了100%。 


  • 船体瞬间坍塌到一些不幸的乘客身上,很可能导致严重的肢体撕裂。(我试图在肉体被挤成酱糊的概念上表达得比较“委婉”一些。)


简而言之,艇内乘员在极高温下受到灼伤,被一堵水墙和扭曲的金属压碎,并在同一时间内溺毙——很可能是按照这个顺序。


他们会感到疼痛吗?


阿德莱德大学(the University of Adelaide)造船中心主任、副教授埃里克·菲西尔(Eric Fusil)认为不会:


(那艘潜水器发生了)瞬间的坍塌,20毫秒内就杀死了里面的所有人。人类大脑无法以那样的速度处理信息。他们不会意识到发生了什么。”


很可惜,乘客亲眼目睹泰坦尼克号的探秘之旅未能完成,他们的潜水器残骸最终安息在了距离那艘世纪沉船约480米的地方。


我想强调的是,这个可怕的结果主要是由于压力梯度的突然变化导致的。


如果一具无生命体征的尸体被轻轻放入海中下沉,让它逐渐下降到泰坦尼克号残骸的深度,有机物就有机会适应不断变化的压力环境。


因此,在海底可能保留下来的是一具基本上保存完好但略显变形的尸体。


对于今天这个话题感到额外好奇的人们,不妨看一下这个自泰坦灾难后忽然在互联网上爆火的实验(由于有些血腥,视频就不展示了)


2009年的探索频道节目的《流言终结者》(MythBusters)实验中,潜水服中用猪的骨骼、脂肪、肌肉、皮肤和内脏重新构建的一具“人体”,然后将其沉入海水下约91.4米处(135PSI),模拟了一次完美的内爆。© DNyuz


内爆的原因


在这无情的深度下,潜水器的压力高达惊人的400个大气压,任何微小的裂缝或缺陷都可能导致泰坦号内爆。


误差范围可不是开玩笑的。菲西尔评论道:


 “这就是为什么你需要像球体、圆柱体这样的形状,它们自然容易完美地平衡材料内部的应力——然后你需要能够承受这些高应力的材料。”


© Know Your Meme


‍与一体式Macbook Pro一样,专为这种深度设计的潜水器通常采用钛等单一高强度材料制成,这种材料可以在大范围的压力下轻松吸收变形。


对此,菲西尔说: “钛材质的压力容器会收缩……然后当你返回时,它会恢复到原来的形状,而不会发生任何永久变形。这就是所谓的塑化(plastification)。”


© Sydney Morning Herald


但在泰坦上使用了两种材料:


  • 端盖采用的是有延展性的钛。


  • 船体采用的是坚硬的复合碳纤维。


因此,根据菲西尔的说法,泰坦使用了具有“相反特性”的材料组合,增加了致命缺陷的可能性。


美国海军上校阿尔弗雷德·麦克莱伦(Alfred McLaren)同意这一评估:“当你拿两种不同的材料,试图封闭它们,然后改变深度和温度等,分子会有不同的反应。你所需要的只是一个小孔(在泰坦的封口处),不比你头发直径大多少……只是一个极小的缺口。”


逝者安息。


原文:col-jung.medium.com/crushed-in-0-02-seconds-titans-terrifying-implosion-explained-dafb3b287582


本文来自微信公众号:利维坦(ID:liweitan2014)作者:Col Jung,翻译:腐竹与瘦竹,校对:兔子的凌波微步

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