磚多少錢一塊（將一塊磚扔進(jìn)馬里亞納海溝）

地球在誕生的46億年里不斷變化，板塊和板塊之間總是在互相碰撞和擠壓。太平洋板塊和亞歐板塊擠壓碰撞的時(shí)候，因?yàn)閬啔W板塊比太平洋板塊更厚，位置也更高。所以太平洋板塊在擠壓中越來(lái)越低，而歐亞板塊則越來(lái)越高，世界上最深的海溝——馬里亞納海溝就出現(xiàn)了

地球在誕生的46億年里不斷變化，板塊和板塊之間總是在互相碰撞和擠壓。

太平洋板塊和亞歐板塊擠壓碰撞的時(shí)候，因?yàn)?strong>亞歐板塊比太平洋板塊更厚，位置也更高。所以太平洋板塊在擠壓中越來(lái)越低，而歐亞板塊則越來(lái)越高，世界上最深的海溝——馬里亞納海溝就出現(xiàn)了。

馬里亞納海溝的平均深度在8000米以上，最深的位置深度甚至達(dá)到了11034米。在這里，哪怕是8848米高的世界第一高峰珠穆朗瑪峰，也需要在頭頂再摞一個(gè)3000多米高的山峰才能堪堪露出水面。

在海底，深度越深，水壓越大，所以深海處鮮有生命存活。不過(guò)在馬里亞納海溝8000米深的海域里，生活著一種深海獅子魚(yú)。它們骨骼和肌肉被高壓錘煉地極有韌性，它們之所以能夠在深海生活，是因?yàn)樗鼈兩眢w表面有一層可以調(diào)節(jié)壓強(qiáng)的薄膜。

神奇的造物主不僅在這片深不見(jiàn)底的海溝撒下了魚(yú)苗，還在海溝底部播種了珊瑚。還有一些微生物在這里繁衍，馬里亞納海溝也就成了一片安靜的世外桃源。

向海溝扔磚頭會(huì)發(fā)生什么？

馬里亞納海溝深不見(jiàn)底，如果我們扔一塊磚頭下去會(huì)發(fā)生什么呢？

一般來(lái)說(shuō)，物體在水中會(huì)下沉還是上浮取決于它的密度。冰塊比水的密度小，所以就會(huì)浮在水面。但是石頭比水的密度大，所以會(huì)在水中下沉。如果把一個(gè)物體打造成中空的結(jié)構(gòu)，即便它密度大于水，也能具備上浮的能力。比如輪船就是利用了這一特性才能夠在大海順利航行。

因此，想要知道磚頭會(huì)不會(huì)下沉，我們首先需要對(duì)比海水和磚頭的密度。如果磚頭的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于海水，就會(huì)下沉。但如果磚頭的密度不能達(dá)到下沉標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)懸浮在海水中的某一高度。

海水的密度并非一成不變，水中的壓強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致海水密度增大。

比如你在游泳的時(shí)候，如果只在水面上露出了脖子，就能清楚地感受到水壓帶給你的壓迫感。有時(shí)甚至?xí)悬c(diǎn)喘不上來(lái)氣的感覺(jué)，這就是水下壓強(qiáng)與陸地壓強(qiáng)不同帶來(lái)的不同感覺(jué)。所以很多潛水員為了能夠下潛到一定深度，下水的時(shí)候都是帶著負(fù)重潛水的。

一名潛水員想要下潛到300米的深度，全身都要承受30個(gè)大氣壓的擠壓。在這樣的環(huán)境里，很多人都會(huì)患上潛水病。即便是肌肉強(qiáng)健的男性，也因?yàn)榫薮蟮膲毫Χ鵁o(wú)法隨意活動(dòng)身體。

水下的大氣壓究竟有多大呢？一般來(lái)說(shuō)，水深每增加10米，就會(huì)上升1個(gè)大氣壓。壓力每升高一個(gè)大氣壓（1.013x10^5pa），水的密度就會(huì)上升0.0046%。

雖然這個(gè)數(shù)字非常小，但是馬里亞納海溝的深度太深了。按照這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)?yè)Q算的話，馬里亞納海溝最深處的大氣壓大概為1100個(gè)大氣壓，這樣的龐大的數(shù)據(jù)下，水的密度直接達(dá)到了1000千克/立方米。

11000米的位置海水密度大約為1050千克/立方米。再加上海水中含有各種無(wú)機(jī)物和礦物雜質(zhì)，所以密度會(huì)更大一點(diǎn)。大致推算下來(lái)，馬里亞納海溝最深處的海水密度不超過(guò)1080千克/立方米。

一塊普通的磚頭密度大概是1800千克/立方米，這個(gè)密度遠(yuǎn)超磚頭下沉到馬里亞納海溝底部的標(biāo)準(zhǔn)，所以僅從密度上來(lái)看，磚頭是可以沉到馬里亞納海溝最深處的。

磚頭沉入馬里亞納海溝需要多久？

馬里亞納海溝中是含鹽量很高的海水，因?yàn)楹Ｋ邪他}，密度比淡水密度更大。所以海水的浮力也要比淡水的浮力更大。所以一塊磚頭在海水中受到的阻力要更大一些。

不過(guò)，由于磚頭有極強(qiáng)的滲水能力，所以進(jìn)入海水不久后就會(huì)吸收大量的海水，把自己的密度提高到一個(gè)峰值。密度增加以后，磚頭的下降速度也會(huì)大大提高。

就像是你在水桶中放入一塊海綿，一開(kāi)始海綿只會(huì)漂浮在水面慢慢吸水。隨著時(shí)間的推移，海綿吸水的速度會(huì)越來(lái)越快同時(shí)向水中下沉，等到海綿完全吸收滿了水分，就會(huì)以自身最快的速度沉到水桶底部。

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，磚頭在淡水中下沉?xí)r，一開(kāi)始速度較慢，但是等它下沉的速度達(dá)到3米/秒的時(shí)候，就是它的最快速度。此時(shí)，磚頭的速度就已經(jīng)達(dá)到了吸收水分的峰值，所以也到了下沉速度的峰值。

但是在海水中，磚頭的下降速度會(huì)更大。因?yàn)楹Ｋ拿芏雀螅晃盏酱u頭內(nèi)部后，磚頭的質(zhì)量增加也更多，所以當(dāng)磚頭在海水中吸收海水至飽和狀態(tài)時(shí)，會(huì)以2.87米/秒的速度下沉。

如果單純按路程除以速度等于時(shí)間這樣的計(jì)算方法來(lái)看。一塊磚頭以2.78米/秒的速度，沉到11034米深的馬里亞納海溝底部，需要3907秒。換算成小時(shí)的話大概是1.1個(gè)小時(shí)。但問(wèn)題比我們想的要復(fù)雜一些。因?yàn)橐粔K磚頭想要沉入水底不僅僅需要考慮壓強(qiáng)和密度，更要考慮它承受的外力。

磚頭在海水中下降時(shí)會(huì)有三個(gè)力同時(shí)向它同時(shí)施壓。一個(gè)是它本身的重力會(huì)“壓”著它下沉，一個(gè)是海水的浮力會(huì)“托”著它，不讓它下沉。還有一個(gè)是海水本身的密度阻力，也會(huì)阻擋它下沉的步伐。

由于海水密度在深度變化下并不會(huì)發(fā)生太大變化，所以我們把它看作一個(gè)固定的數(shù)值。那么唯一會(huì)阻礙磚頭下降速度的就是磚頭下降時(shí)的阻力。

在磚頭下降的過(guò)程中，它的下降的速度取決于它所受力量之和。也就是說(shuō)，一塊磚頭的速度要綜合考慮所有外力才能得出最終速度。當(dāng)磚頭下降的阻力與磚頭的重力減去浮力數(shù)值相等，磚頭就達(dá)到了下降時(shí)最快的速度，這個(gè)速度也被稱之為終端速度。

如果無(wú)法理解終端速度，可以看看運(yùn)動(dòng)員跳傘的例子。一名運(yùn)動(dòng)員乘坐飛機(jī)準(zhǔn)備跳傘，當(dāng)他剛剛脫離飛機(jī)時(shí)，會(huì)因?yàn)橹亓Χ杆傧聣嫞藭r(shí)，空氣的阻力減緩了他下墜的速度，這個(gè)時(shí)候他就在以終端速度墜落。

如果這名運(yùn)動(dòng)員以“趴著”的姿勢(shì)俯沖跳傘，他的終端速度是55米/秒。跳傘3秒后就已經(jīng)達(dá)到了終端速度的一半。跳傘8秒后就達(dá)到了終端速度的九成，跳傘15秒后就達(dá)到了終端速度的九成九。

假如這名運(yùn)動(dòng)員是以頭朝下“倒栽蔥”的姿勢(shì)自由落體，那么它的終端速度就是俯沖跳傘的5倍左右，可以達(dá)到270米/秒。如果這名運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量夠大，終端速度甚至可以達(dá)到325米/秒。

由此可見(jiàn)，從物體下墜到抵達(dá)終端速度只需要很短的時(shí)間。因此我們計(jì)算磚頭下沉到馬里亞納海溝的時(shí)間時(shí)，就直接以終端速度進(jìn)行計(jì)算。

磚頭下沉于海水時(shí)向下的面積越小，阻力也就越小。如果我們用磚頭最小的那一面向下一直落，那么它的終端速度就有可能達(dá)到2.73米/秒。這樣的話，一塊磚頭沉入馬里亞納海溝的最深處只需要一個(gè)小時(shí)多一點(diǎn)的時(shí)間。

如果磚頭一直以最大的一面向馬里亞納海溝的最深處墜落，那么它的終端速度只有3.28米/秒。這樣它下沉的時(shí)間則會(huì)延長(zhǎng)至2.4小時(shí)。當(dāng)然這些數(shù)據(jù)都是理想數(shù)據(jù)，如果真的要做嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)，還需要考慮磚頭自由落體或者海水暗流涌動(dòng)等因素。

磚頭下沉過(guò)程會(huì)碎嗎？

有人說(shuō)，磚頭在水中要承受著來(lái)自四面八方的壓力，說(shuō)不定還沒(méi)沉到底，就被壓力給擊碎了。那么磚頭在馬里亞納海溝中會(huì)不會(huì)被壓力擠碎呢？同樣，我們通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算揭曉答案。

一塊磚頭的耐壓能力一般為30牛/平方毫米，30牛約等于3千克。也就是說(shuō)，磚頭上每平方毫米可以承受3061克力量的擠壓。

一個(gè)大氣壓是0.1牛/平方毫米，1100個(gè)大氣壓就是110牛/平方毫米。也就是說(shuō)一塊磚頭在馬里亞納海溝底部時(shí)，表面任何一個(gè)位置都需要承受大約11千克左右的力量。這遠(yuǎn)超于磚頭3千克的耐壓上限。

僅從磚頭的耐壓程度來(lái)說(shuō)，磚頭在還沒(méi)有沉到底的時(shí)候，就因?yàn)槌惺艿膲毫μ蠖扑榱恕５墙Y(jié)合實(shí)際來(lái)說(shuō)，我們考慮的要素不全，所以這個(gè)結(jié)論不能作為最終結(jié)果。

因?yàn)榇u頭有一個(gè)非常神奇的減壓能力，那就是——滲水。磚頭在燒制的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的空隙，這些空隙能夠保證磚頭在修建房屋時(shí)能夠有非常好的透氣性。見(jiàn)過(guò)往磚頭上潑水的人都知道，磚頭的吸水性非常強(qiáng)。所以被扔進(jìn)馬里亞納海溝的磚頭從接觸海水開(kāi)始就會(huì)不斷地吸水。

磚頭滲水以后，內(nèi)部富含大量的海水，因此內(nèi)外壓差變小。所以即便是掉入11000米的海溝，也不會(huì)因?yàn)閴毫^(guò)大而破碎。

磚頭的結(jié)構(gòu)稀疏，如果拿它和硬度一般的石頭相撞，磚頭一定比不過(guò)質(zhì)地堅(jiān)硬的石頭。但是如果把磚頭和石頭同時(shí)丟入馬里亞納海溝當(dāng)中，磚頭就會(huì)化劣勢(shì)為優(yōu)勢(shì)，通過(guò)自身的空隙吸收海水，弱化海水的對(duì)它的作用力。

反而硬度一半的石頭因?yàn)闊o(wú)法吸收海水，只能通過(guò)自身硬度承受海底的巨大壓力。一旦海水壓力大于石頭耐壓極限，石頭就會(huì)在海水中直接破碎。

科學(xué)問(wèn)題不是一拍腦袋就能出結(jié)果的，我們只有用規(guī)范的物理實(shí)驗(yàn)或者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)分析，才能得出真正有效的結(jié)果。