鲸鱼虽然叫鱼，却是海洋中为数不多的哺乳动物。胎生哺乳、以肺呼吸、体温恒定，也算得上和人类有不少的相同点。世界上的鲸鱼大约有100种，一般生活在500米以上的浅水区，但是也有能在2000米生活的抹香鲸。

学过物理的人都知道，水压和水深有很大的关系。如果按每增加10米，压强增加一个大气压计算，水下1000米的位置，水压可以达到97个大气压。也就是说，在那里你每平方米需要承受970吨的重量。这对于人类来说，完全是达不到的。

其实几千米的位置，常规的潜艇外壳也已经达到深潜极限，更别提人类弱小的身躯。可是为什么同样哺乳动物的鲸鱼，却能生活在深海而不被水压压扁呢？鲸鱼的深潜极限又是多少？这还得从鲸鱼的肺说起。

鲸鱼拥有一套和人类完全不同的呼吸系统，它们的肺部能够根据水压灵活变化，以平衡身体内外的压强。当进入深水区时，肺部就会缩小，身体内不会留存很大的空间，压强自然增大，从而也就能承受高水压。

据2014年的报道，柯氏喙鲸这种鲜为人知的鲸鱼潜水深度高达2992米，憋气时间超过2小时17分钟，是已知鲸鱼物种两项纪录的保持者。连人们熟知的抹香鲸，最深也能达到2250米，并且连续憋气一个多小时。

那么问题来了，既然是用肺呼吸，在下潜的一个多小时里，氧气是如何供应的呢？这还要再回到鲸鱼的呼吸方式。鲸鱼是在水面上吸入潜水时所需的空气，然后带着这些空气潜入水底供呼吸之用，而不是呼吸水下的压力化的空气，因此我们才会经常看到鲸鱼跃出水面换气。

而且，首先鲸鱼也不会带着大量的空气潜水，因为它们也用不了这么多。长期进化的特殊呼吸机制已经让它们适应了深水生活。在深潜时，大部分的空气会被从肺部排出，以血液中血红蛋白以及肌肉中的肌血球素和氧气结合作为替代品，为长时间的潜水过程作准备。

与此同时，鲸的动脉网络像一个分流器一样，维持脑部正常的血液供应，同时减少对肌肉血液供应。此外，为进一步减少氧气的消耗量，心率也会随之降低。所有被鲸鱼带入水下的游离气体都在压力下被吸收进坚硬且有厚壁的呼吸系统中。

鲸鱼还能在不断增加的压力下呼吸氮气，这种深水适应性使鲸鱼能够避免氮醉（也可深海晕眩）。这是人类根本不具备的深海适应能力。大量的氮气溶于血液中会对脑细胞产生侵害，导致精神极度陶醉或是极度兴奋，许多的潜水员就是因此命丧水底。

正是由于鲸鱼这种强大的屏气能力，让它们在深海长期潜行也不会发生意外。不过，有得必有失，这种机制让它们都丧失了非自主呼吸能力，所以鲸鱼必须清醒地控制呼吸过程。

不仅要有意识地控制自己的呼吸反射，还要靠自身的意志控制身体浮到水面换气。加上鲸鱼的喷气孔会自动关闭，因此它们还要有意识地自己张开喷气孔。如果它睡着了或被打昏，可能真的就被淹死了。

这或许就是大自然的美丽，它给你关上了一扇门，却给你开了另一扇窗。人类没有潜入深海的能力，却凭借着智慧的大脑到达了鲸鱼也未曾到达的海洋！

往期回顾：

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为何鲸鱼下潜到两千米深没事，而核潜艇会被压扁呢？

鲸鱼在下潜过程中，肺部逐渐缩小，使体内压强增加，用来平衡体内外的压强。

水压

水中压强和水深有关p=ρgh，深度每增加10.3米，压强就会增加一个大气压，在1000米的深度下，水压高达97个大气压，相当于每平方米承受970吨的重量。

鲸鱼的身体经过长时间演化，已经进化出适应深海潜水的能力，但也是存在极限的，一般鲸鱼只在500米以上的浅水区活动，而抹香鲸最高可以下潜到2000米，再深的话鲸鱼身体也承受不了。

而军用核潜艇，一般最大下潜深度在300米左右，就算是特制的核潜艇，最大下潜深度也就700米，无法和鲸鱼的下潜深度相比较。

原因

当鲸鱼潜入深水区后，鲸鱼的肺部大大缩小，体内压强增加，用来抵抗体外的水压，使得体内外压强平衡，这就是鲸鱼不被压扁的原因；但是鲸鱼体内的压力增加也是有极限的，超过极限之后，鲸鱼身体也无法承受。

由于核潜艇需要载人，人体所处的大气压强，需要保持在1个大气压左右，内部压强没有多大调节的余量，于是随着下潜深度的增加，潜水艇内外压强差越来越大。

核潜艇不具备鲸鱼那样，用增加内部压强的方法来抵抗深水压强的能力，只能靠着金属结构硬抗，所以核潜艇的下潜深度非常有限。

但是对于科学研究用的深海潜水器，本身结构简单，还采用了多层逐级增压的结构设计，所以能下潜到海底1万米的深度。

其他例子

生物经常用到类似的原理，来适应高压环境，比如在马里纳亚海沟1万米处的生物，体内充满高压体液，来平衡体内外压强。

甚至我们人类都是这样做的，一个大气压强为101.325kPa，相当于每平方米皮肤承受10吨的重量，但是我们人类体内的压强也在一个大气压左右，于是体内外压强基本平衡，人体就不会被大气压强压扁。

鲸鱼比潜艇柔软，为什么下潜2000米都没事而钢铁打造的潜艇却会被压扁？

鲸鱼躯体与潜艇相比会更加柔软，能下潜到2000米深海就是因为整体躯体结构因素所影响，所以让其就算是血肉之躯在2000米深海还能自由游动。而潜艇就不一样了，整个艇体结构给鲸鱼相比完全不一样，一旦下潜到2000米深海，就有可能被水压给压扁。

潜艇的外部形状呈椭圆形，能有效降低水的阻力进而达到高效续航和快速航行的目的。潜艇的外围材料多使用合金钢，合金钢的属性就是耐压和有强的抗腐蚀性。不过就算潜艇使用合金钢打造，对潜艇的下潜深度也存有限制的。多的军事潜艇，它的最大下潜深度为200-600米。

从下潜深度来看，不论是200米还是600米，都能满足军事任务需要。当然了在多的潜艇中也有下潜深度深的潜艇，它就是前苏联专门打造的685型深海核潜艇。这种型号的潜艇，能够下潜的深度为1250米。究其原因就是685型深海核潜艇的艇体，使用了钛合金技术打造。虽然用钛合金打造的潜艇可以满足一千二百多米深度深海航行，但是整个造价成本比较高。打造一艘这样潜艇的造价，就等于打造普通十艘潜艇的成本，这让军事上没有被广泛使用。

还有潜艇的艇体结构使用的为中空结构，需要在艇内放置武器、弹药和满足士兵们的日常生活需要。在这样的结构下，很容易造成艇体受压的不均衡，如果下潜到超过600米的深海，结果就是可能被水的压力给压扁。

鲸鱼的结构与潜艇相比就存有大的不同，在鲸鱼的皮肤表面含有皮肤膜。这层皮肤膜不仅仅柔软有韧性，而且可以内部充水。一旦整个皮肤膜全部充水后，对抵御深海水的压力有良好效果。

再加上鲸鱼的身体特征与潜艇也是不同的，鲸鱼在深潜下潜时候往往会喝大量海水。这些海水进入鲸鱼胃肠后，起到的作用就是可保持机体内外压力一样。其鲸鱼的肋骨、胸骨和脊柱骨都十分柔软有韧性，这让它们就算深潜到深度为2000多米深海中也不会被水压给压扁。

众所周知，人体在水中下潜深度过深的话，最容易受损的部位就是肺部。鲸鱼与人体相比肺部属于变形肺，也就是会随着下潜深度会发生一定的形状改变。通常鲸鱼在下潜深度为2000多米深海时候，它的肺部就会变小缩成一团，以便用它柔软的肌肉和软骨进行保护。这样就算下潜到再深一点的深海中，它肺部也不会受到水压而损伤。

也正是鲸鱼躯体有这些优势特点，它与潜艇相比就能顺利下潜到2000米深海而不会被压扁。而潜艇其整体结构就是为战争需要而设计的，并不是用于深海勘探，这让这种设计结构也仅仅只能满足200-600米水下的作战需要，而不能下潜到2000米深海中去执行任务。