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0 a2 D0 o! m2 ^; v1 c( _ 伽利略曾在比萨斜塔上做过著名的落体实验，实验物品正是常见的铁球，该实验的结果有力地推翻了亚里士多德的观点。
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G' J6 d, i0 j3 `0 x M7 ?/ b 比萨斜塔实验用到了两个重量不同的铁球 6 ?* v! y* I# K+ A: W: [
今天，我们就让铁球再次出马，也做“落体”实验，只不过实验的环境在大海当中。 8 ~1 f& m) C! U7 Z7 r
那么，如果将1公斤重的铁球丢进大海，沉入马里亚纳海沟要多久呢？看完长知识了。
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“肩负重任”的铁球 1 ?+ T+ M; U* H# a
神秘的马里亚纳海沟- q0 ]7 P* \3 z( u A0 |5 y3 B0 V
马里亚纳海沟是人类已知的海洋最深处，位于马里亚纳群岛附近的太平洋底部，形成的时间大约为6000年。根据目前的考察数据来看，马里亚纳海沟最深处的位置接近11000米，这个深度即使是将世界最高峰珠穆朗玛峰放进去，连其顶端也无法露出。
6 x3 t" `! Y' V+ B j1 ^3 }1 @ 更不用说，不少科学家表示，由于处在板块俯冲地带，马里亚纳海沟每年还会疯狂地吞噬海水，这与中国《山海经》当中描述的归墟之地十分相似。
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+ _+ k2 j' v o% i+ b+ ]# s$ \ 马里亚纳海沟可以说是地球的“第四极”
# C4 f& p8 i* G 整个马里亚纳海沟呈弧形，就像是一个巨大的汤勺，被放置在北太平洋的海床当中。 - E2 [$ x! D/ P& d" b
值得一提的是，千万别觉得海沟各处的深度都是平均的，其实是“参差不齐”的。如果沿着海沟行走，走着走着可能就会掉入深坑。当然，有时候还会偶遇“海山”阻挡，总之地貌还是非常丰富的。 : z0 ^6 P3 d2 [' S/ M. @/ v
& Z, e" N' Z) {$ g4 ?$ v) G; x 马里亚纳海沟的地形示意图
7 ~* g4 ]" [( f+ E: P 人类探索马里亚纳海沟最大的困难就是海底的极端压力，因为这里能达到1000个标准大气压，在这种情况下科学家要制造出更安全的设备来对抗压强。不然，就很有可能重现潜水艇下潜深度过限，直接被压成铁皮碎片的灾难。 * H( }% m" X9 K( g+ j/ D* N' h
不过从现在的探索来看还算顺利，并且人们还发现在这里有着一些生物存在，虽然很难想象这些小鱼是如何做到在巨大压强下不被压扁的，但这大概就是生命的坚强之处吧。 0 M$ O& M6 ^# C- u9 L1 m
$ w) t! h( A' q6 _+ N6 R$ e! v 2014年发现的马里亚纳海沟狮子鱼
/ e; g2 ^ o3 ?( X3 I' k 由于海洋当中的压强和陆地的压强不一样，所以铁球下落的速度也会有所变化，那么如果我们真的将一个1公斤重的铁球在马里亚纳海沟上方的位置丢下去，它需要花费多长时间才能够沉底呢？
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马里亚纳海沟的地质剖面模式图 $ Y" N* j- P5 v" j2 c0 g* D# [
把铁球丢下去多久能沉底？: @' w% L2 U0 Y, Z& B
大家可以先试着猜测一下，铁球进入水中要花费多长时间才能抵达马里亚纳海沟的深处。可能有人觉得需要十几分钟，有人认为没几个小时是做不到的。那么，就让我们一起来看看从理论上来说要多久。
; o! u* T% `% I5 G: ?, V' q 首先由于铁球的密度明显大于海水，一个是7.86克/立方厘米左右，另一个是1.025克/立方厘米，在这种情况下铁球下沉是很容易的。不过需要注意的是海水的密度会受到温度等因素的影响，所以并非一直维持这个数值。但是毕竟咱们只是大开脑洞，所以就以这个值为基础。
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. O0 W% \& {' p/ e 海水密度和温度（纬度）的关系密切 ; C& M7 H9 P9 w# Q
其次当铁球下坠到不同深度时所受的压强也是不一样的，在这种情况下，水越深水压就越大。按照我们常规的想法，海水到了越深的位置应该会变得愈加“粘稠”，毕竟它会被水压疯狂挤压。
; c0 f4 T" K6 g8 o! C7 F 不过事实并非如此，因为科学家在实验中证明了海水并不会被无限制压缩，哪怕是到了马里亚纳海沟的最深处，水压高达1000多个标准大气压时，水的密度也只是增加了5%左右，大约是1.76克/立方厘米。
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2 Q3 o/ G' |3 n4 } 马里亚纳海沟附近海洋深度情况示意图
: N7 A- B& T6 i 在这种情况下，铁球的下沉显然是不会受阻的，不会出现悬浮在空中的情况。
# ~& \+ S @5 x3 R 想要计算出铁球沉底的速度和具体时间，我们首先要算出海水的浮力是多少。这时候就要用到初中物理的浮力公式了，在将一公斤铁球的重力和体积以及海水的密度代入之后，就能得出浮力大约为0.16N。 8 |3 f7 `) ^2 }
; `! t5 o5 @- a5 r. {% L1 i4 k 铁球的密度总是大于海水密度的 * W2 ^; p+ c5 r, T2 R4 P% W V
随后再将已知的各个数值带到铁球的速度公式当中，在合力为零的条件下，得出该铁球进入水中之后匀速下沉的速度大约为10.7米/秒，这样的话到达马里亚纳海沟的最深处大约需要花17分钟。 / Z& G% H) }! ]' `
当然，实际上铁球在进入水中之后速度并不是一直稳定在10.7米/秒的，所以现实情况应该还会有变化。这样的话，最后沉底的所耗时间也会有变化，但是基本也是在18分钟左右的。
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8 V3 p& I- q( Z3 f 位于马里亚纳海沟海拔最低处的一根原木 4 y6 Q" X( J0 T& {0 Q- n
需要注意的是，以上讨论皆是在理想的情况下，使用公式计算得出的，并非实地试验。毕竟这种试验对于科学家来说也没什么用，也没有人会费尽心思追踪一颗沉入大海的铁球。 ! [0 G7 i! n/ m! q* ^/ ?" ]; b% W
并且，可能还会有人有这样的疑惑，按照压强的变化来说，铁球难道不会在下坠的过程中被“压扁”吗？
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压扁的铁球的构想图 & g, I$ w1 u% k' H: e* D
铁球会不会被“压扁”呢？
+ l& i' [! V6 ?% p7 h' h: W- r4 D 相信不少人都看到了此前印尼潜艇遭遇断崖之后，突然下坠，最终整个潜艇都被压扁解体的新闻。从这一点似乎能看出，就连钢铁铸成的潜艇都会被水压无情压扁，那么咱们试验用的铁球难道不会遭遇这种情况吗？
2 \: t6 g- j6 `* m 实际上，铁球在不断下坠的过程当中，肯定是会出现轻微的变形的，但是这种变形是用肉眼都难以看出来的。铁球的这种情况和同样是铁做成的潜艇对比差异未免有些大，可其实这很正常。
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; @- G2 B9 @9 T' t 铁球或许仅有一点变形 p9 h. z! I$ N# v# B% x* O
因为铁球是实心的，而潜水艇是空心的，如果我们将一个同等重量但是被掏空的铁球放入其中，那么它在抵达海沟深处之前也是会被压扁的。
4 U7 F7 Y2 j# s 所以现在科学家在设计深海探测器的时候，不仅要找到能够对抗超高水压和海水腐蚀的材料，还要将潜水器的结构弄得更加牢固，让它做到即使有空心的部分，依旧不会被压扁。
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/ s. e0 g% B8 I) A$ x! v 海中断崖是潜艇最大的威胁
/ c0 s: a* ~* V2 y3 F4 z1 z 不过，大部分人对深海探索并不关注，因为在我们眼中海洋反正不管何时都在，这些地球上的东西我们可以慢慢去研究。
, n; f7 |5 W! u: k8 I* |# { O0 x 而宇宙深空的东西则更让人好奇，更加具有诱惑力，所以目前的深空探索进度和海洋探索进度差异还是比较大的。 3 j: c1 y9 l1 a, d2 ^3 g8 \
1 R) ^) P6 S! g5 ~ 人类只探索了5%的海洋
/ x I' N- P% d9 R 此前不少潜水器成功在马里亚纳海沟坐底之后，都拍摄到了海底生物来回游动的画面，让人感慨，哪怕是环境如此恶劣的地方，都会有生命存活。
3 ?7 w3 @% `" V! G5 J 甚至有人说，在海洋污染越来越严重的情况下，马里亚纳海沟在未来可能会成为海洋当中的最后一片“净土”。 # m& F2 F$ f- k. ]9 N( _
8 @7 C1 z( `6 ~+ c X! x- N 长满藤壶的塑料瓶
/ r& ^0 x- n- T& w% m) R) u! D0 V 可是，事实真是如此吗？那些海洋当中的污染物，真的无法穿越“重重海水”抵达这里吗？
6 `4 J# T6 R' P4 Y. E7 N; G 塑料垃圾已经抵达海洋深处% F: ~& D3 L7 I3 s5 L" a4 b
很遗憾，根据目前的观察来看，海洋当中已经不存在什么净土了，就连位于海洋最深处的马里亚纳海沟也无法幸免。
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5 C0 P7 O8 [6 K& }" P 我国科研团队在采样点处检出大量微塑料
1 L/ M* c4 e/ C( e1 n4 c2 X 此前，美国的一个研究团队就乘坐潜水器抵达了马里亚纳海沟，其下潜深度达到了10927米。 / d' D/ j( F6 Q" x
在这里，他们看到了那些终年生活在黑暗当中的深渊生物，它们看起来长相和正常的鱼没什么区别，不过“眼睛”应该都已经退化了，毕竟深海当中鲜少有光，除非夜视能力极强，不然即使有眼睛也没用。
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7 f0 m/ Y5 @1 T" Y 探测器在马里纳亚海沟拍摄到的鱼类 $ u6 W% x) J% y- E; k# H3 d
更让人们惊讶的是，在长达四个多小时的探索当中，他们不仅看到了海中的各种生物，还发现了不少沉底的塑料袋以及包装纸。
. L! v. _! n$ i! r1 M4 S' _ 这就证明，人类丢进海里的那些塑料垃圾，其实早就悄无声息地“侵入”了海底，将这片所谓的净土也污染了。 , s; f7 a3 `' k/ b: }& _' Q
当然，最倒霉的估计还是海沟当中生存的生物。它们在这里能够吸收的营养物质本身就很少，主要依靠海底热液的助力，如今各种塑料袋的到来，将本就贫瘠的海底污染了，它们还要被迫“吸食”塑料颗粒。
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+ C% ~9 K) ]% I! u7 p 海沟号深潜器拍摄到的塑料垃圾
, V. M% u/ M, @- Z9 g 因此，人类确实要把海洋污染问题放在心上了，毕竟影响已经不局限于某个海域了，连海底都无法幸免。
) z- ]* z. _" d [5 `1 @/ n6 |: g3 }: ~* u2 O& f) L
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