© Scientific American
利維坦按:
和直覺相反,本文中的内爆并非物質和能量的擴散,而是一種物體塌陷(或受擠壓)至自身内部的過程——想象一下你手捏扁空易拉罐的景象。如果你看過一些關于潛艇的影片,比如《獵殺 U-571》,你就會聽到潛艇下潛時由于水壓增大發出的恐怖的嘎吱聲。
所以不難想象,自由潛水的肉身,其危險性有多高了。水下壓力不但直接作用于人體,而且引起人體内部複雜的物理變化和生理變化,如果無法克服或者适應這些變化,将導緻各種病症的發生,比如,身體不同部位的組織器官被擠壓造成出血,耳膜破裂,齲齒疼痛,胸部受壓塌陷,肺部形成空氣栓塞以及氣胸、昏迷、氧氣中毒、一氧化碳中毒、體溫喪失等。此外,還要面對水下水流複雜等種種險境,稍有不慎,便會命歸黃泉。
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2021 年,億萬富翁冒險家哈米什 · 哈丁(Hamish Harding)創下了紀錄,深入到馬裏亞納海溝的最深處——挑戰者深淵(the Challenger Deep)。這次曆時 4 小時的下潛,深度達 11 千米(36000 英尺),幾乎是 " 泰坦尼克 " 号沉沒地點的三倍深。
哈米什 · 哈丁。© The Week
與之相比,登月或進入月球軌道的人數都要多于前往如此深處的人數!
當時,哈丁理解其中的風險,并不祥地評論道:" 稍有閃失,你就再也回不來了。"
不出所料,2023 年 6 月 18 日,他的話果然應驗了。
載有他和其他四人——包括海洋之門(OceanGate)特立獨行的首席執行官斯托克頓 · 拉什(Stockton Rush)在内的泰坦(Titan)潛水器,在 " 泰坦尼克 " 号觀光之旅中遭受了毀滅性的内爆。
他們都死得很慘,而且隻發生在一瞬間。
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由于那個惱人的力量——重力,每個人都受到大氣壓力的作用。
這是由上方空氣的重量向下施加的力量。你可以把它想象成一根長長的氣柱在你上方(一直到大氣層的頂部)向下壓在你頭頂上。
在海平面上,我們經曆一個大氣壓,大緻相當于每平方厘米 1 千克的重量,或每平方英寸 14.7 磅(PSI)。
在海底,上方水的重量進一步增加了這個向下壓迫的大氣柱。
而水比空氣重得多。每下沉 10 米的海洋深度,就會增加一個大氣壓。
泰坦尼克号到底沉入海底的多深處?© Scott Brown
在泰坦尼克号的殘骸處,泰坦潛水器可能承受了大約 350 到 400 個大氣壓。這意味着大約每平方英寸 2.5 噸(5500 磅)的壓力作用在潛水器的表面。
當澳大利亞海洋考古學家艾米莉 · 賈特夫(Emily Jateff)于 2005 年前往泰坦尼克号時,她在潛水器外部挂了一些聚苯乙烯泡沫塑料杯。
這些塑料杯被擠壓成了它們原來尺寸的 1/8。
在深水中,人造潛水器和潛艇稍有不慎,就可能像垃圾碾碎機中的空飲料罐一樣被壓碎。
注:潛水器和潛艇之間的區别在于後者更大且更自給自足。相比之下,泰坦是一艘小型潛水器,隻有有限的補給和大約 96 小時的氧氣。
死亡時刻
潛艇在下潛到超過其承受深度時,會迅速坍塌,或者說發生内爆(implodes)。
這一過程發生在毫秒内,将潛艇壓縮到原始大小的一小部分。現代海軍中的潛艇無法潛入超過 500 米的深海(潛艇的下潛深度大約是在 300-400 米之間,而像美國的 " 海狼級 " 核動力潛艇可以下潛到 650 米左右,而俄羅斯的 S 系列潛艇最大的下潛深度可以達到 800 米左右,但這已經是目前所有潛艇裏的極限了。編者注)。
對于每一位深海冒險家來說,這都是令人不安的消息。
在深約 3900 米的地方,當 6.7 米長的泰坦潛水器接近泰坦尼克号時,船上幾乎沒有容錯的空間。
災難發生前的一些事實:
爲了節省能源,内部燈光應該關閉;
由于陽光無法穿透至無光區域(1000 米),周圍的海洋是一片漆黑;
泰坦上沒有座位,而且可能相當寒冷。
簡而言之,那裏并沒有太多的舒适條件。即使你名下有幾十億,你也不能在泰坦尼克号上享受頭等艙的豪華待遇。
當潛水器接近泰坦尼克号沉船時,災難發生了。
© Ifremer
某個地方發生了故障 —— 很可能是 " 艙口 "(钛艙蓋)與碳纖維船體結合處 ——大量的海水瞬間湧入并使潛水器發生内爆,水壓之大令人難以置信。
我們談論的是如此大的壓力,以至于僅從最輕微的裂縫中噴出的細水流就能将你切成兩半,就像激光穿過黃油一樣。
有四件事可能在一瞬間同時發生:
大量的海水猛烈沖擊了泰坦内的五名乘員。
極大的壓力差使潛水器内的空氣升溫,導緻嚴重灼傷。是的沒錯。這種熱引起的傷害随後延伸到身體内部的脆弱組織,因爲水會侵入他們的氣管,迅速壓縮并點燃肺泡内剩餘的氣體,灼傷肺部最深層的組織。總體而言,身體和器官都被烤熟了。
海水進入每一個充滿空氣的腔室。人體已經有 60% 的水分——轉眼間就變成了 100%。
船體瞬間坍塌到一些不幸的乘客身上,很可能導緻嚴重的肢體撕裂。(我試圖在肉體被擠成醬糊的概念上表達得比較 " 委婉 " 一些。)
簡而言之,艇内乘員在極高溫下受到灼傷,被一堵水牆和扭曲的金屬壓碎,并在同一時間内溺斃——很可能是按照這個順序。
海洋之門首席執行官斯托克頓 · 拉什在泰坦潛水器上。© OceanGate
他們會感到疼痛嗎?
阿德萊德大學(the University of Adelaide)造船中心主任、副教授埃裏克 · 菲西爾(Eric Fusil)認爲不會:
"(那艘潛水器發生了)瞬間的坍塌,20 毫秒内就殺死了裏面的所有人。人類大腦無法以那樣的速度處理信息。他們不會意識到發生了什麽。"
很可惜,乘客親眼目睹泰坦尼克号的探秘之旅未能完成,他們的潛水器殘骸最終安息在了距離那艘世紀沉船約 480 米的地方。
我想強調的是,這個可怕的結果主要是由于壓力梯度的突然變化導緻的。
如果一具無生命體征的屍體被輕輕放入海中下沉,讓它逐漸下降到泰坦尼克号殘骸的深度,有機物就有機會适應不斷變化的壓力環境。
因此,在海底可能保留下來的是一具基本上保存完好但略顯變形的屍體。
對于今天這個話題感到額外好奇的人們,不妨看一下這個自泰坦災難後忽然在互聯網上爆火的實驗(由于有些血腥,視頻就不展示了):
2009 年的探索頻道節目的《流言終結者》(MythBusters)實驗中,潛水服中用豬的骨骼、脂肪、肌肉、皮膚和内髒重新構建的一具 " 人體 ",然後将其沉入海水下約 91.4 米處(135PSI),模拟了一次完美的内爆。© DNyuz
内爆的原因
在這無情的深度下,潛水器的壓力高達驚人的 400 個大氣壓,任何微小的裂縫或缺陷都可能導緻泰坦号内爆。
誤差範圍可不是開玩笑的。菲西爾評論道:
" 這就是爲什麽你需要像球體、圓柱體這樣的形狀,它們自然容易完美地平衡材料内部的應力——然後你需要能夠承受這些高應力的材料。"
© Know Your Meme
與一體式 Macbook Pro 一樣,專爲這種深度設計的潛水器通常采用钛等單一高強度材料制成,這種材料可以在大範圍的壓力下輕松吸收變形。
對此,菲西爾說: " 钛材質的壓力容器會收縮……然後當你返回時,它會恢複到原來的形狀,而不會發生任何永久變形。這就是所謂的塑化(plastification)。"
© Sydney Morning Herald
但在泰坦上使用了兩種材料:
端蓋采用的是有延展性的钛。
船體采用的是堅硬的複合碳纖維。
因此,根據菲西爾的說法,泰坦使用了具有 " 相反特性 " 的材料組合,增加了緻命缺陷的可能性。
美國海軍上校阿爾弗雷德 · 麥克萊倫(Alfred McLaren)同意這一評估:" 當你拿兩種不同的材料,試圖封閉它們,然後改變深度和溫度等,分子會有不同的反應。你所需要的隻是一個小孔(在泰坦的封口處),不比你頭發直徑大多少……隻是一個極小的缺口。"
逝者安息。
文 /Col Jung
譯 / 腐竹與瘦竹
校對 / 兔子的淩波微步
原文 /col-jung.medium.com/crushed-in-0-02-seconds-titans-terrifying-implosion-explained-dafb3b287582
本文基于創作共享協議(BY-NC),由腐竹與瘦竹在利維坦發布
文章僅爲作者觀點,未必代表利維坦立場
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