把一塊磚扔進(jìn)馬里亞納海溝，多久到海底？磚頭會不會被壓碎？

馬里亞納海溝位于太平洋西部，是人類目前已知海洋的最深處，也是地球的最低點(diǎn)，最深的地方約為11公里，就算把珠穆朗瑪峰放進(jìn)去想要露頭，至少還得加個2154米高的華山。

由于地球71%的面積被海水覆蓋，我們對海洋深處的世界并不是很了解，因此或許在地球上還有比馬里亞納海溝更深的地方，我們不得而知。

馬里亞納海溝的形成是因?yàn)榘鍓K碰撞造成的，由于歐亞板塊要厚于太平洋板塊，且太平洋板塊的位置也非常低。

當(dāng)發(fā)生碰撞的時候，造成了太平洋板塊向下俯沖，歐亞板塊高高隆起，就造就了目前已知最深的海溝。

日本本土就處在兩個板塊的碰撞帶上，所以經(jīng)常性的震一震也算正常。我們知道水的密度要高于空氣的密度，2米深的游泳池就能讓我們感覺到和地面空氣不一樣的壓力。

海溝深度達(dá)到了11公里，那么此處的水的壓力是否會讓海水的密度上升到使一塊磚頭都無法下沉的地步？如果不是，那么磚頭下沉需要多長時間？磚頭會被海底的高壓壓碎嗎？

磚頭能不能下沉到海溝底部，只取決于海水的密度，如果隨著深度的增加海水的密度一直是低于磚頭的密度，那么磚頭下沉到海溝底部只是時間的問題，反之磚頭就會懸浮在海洋的某個位置。

生活中水雖然流動性、可塑性非常好，這說明液態(tài)水分子的自由度非常高，但是水這種物質(zhì)并不是我們想象的那么容易壓縮。

當(dāng)壓力升高1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1.013x10^5pa）水的密度會上升0.0046%，這個上升的幅度非常小，水深每增加10米，就會上升一個大氣壓。

所以馬里亞納海溝最底部的大氣壓相當(dāng)于1100個大氣壓，那么水的密度就會增加大約5%，正常大氣壓下水的密度為1000千克/立方米.

那么11公里深的水密度為1050千克/立方米，海水由于各種礦物質(zhì)鹽分、雜質(zhì)的原因密度會大一些，但也不超過1080千克/立方米。

而一塊普通的磚頭的密度為1800千克/立方米，很明顯要高于海溝深處的海水密度，因此磚頭是可以沉入海底的。

那么多深的水由于密度的增加會使得磚頭無法下沉呢？這個其實(shí)也很好計算，只要讓海水的密度高于磚頭就行，以海水密度達(dá)到2000千克/立方米為例，這個深度大約為217.4公里。

那么磚頭多長時間能夠下降到11公里深的海溝呢？

磚頭在下降的過程中會受到三種力的作用，分別為自身的重力（mg），海水所帶來的浮力（ρgV），以及海水的阻力（1/2CρSv^2）。

上文說了海水的密度隨著深度的增加并不會變化的太多，我們可以認(rèn)為其就是一個定值。那么隨著磚頭的下降唯一變化的量就是磚頭所受到的阻力。

當(dāng)阻力大到與磚頭所受到向下的合力（重力減去浮力）相等的時候，這個時候的磚頭就達(dá)到了下降時的最高速度，也被稱為終端速度。

例如跳傘運(yùn)動員，在飛機(jī)上跳下的時候，一開始會在重力的作用下加速，但由于速度的增加最終也會因?yàn)榭諝庾枇Φ脑龃螅_(dá)到一個終端速度。

這個終端速度還跟物體下落時侯的受風(fēng)面積有關(guān)，例如采用俯伏狀自由落體的運(yùn)動員，最終的終端速度大約為55m/s，3秒鐘就能達(dá)到終端速度的50%，8秒達(dá)到90%，15秒達(dá)到99%。

采用頭部朝下俯沖的方式自由落體，終端速度可以達(dá)到270m/s，甚至是325m/s。所以姿勢很重要，但是達(dá)到終端速度只是整個自由落體環(huán)節(jié)的一小部分時間。

因此我們?yōu)榱擞嬎愫唵涡恍杷愠龃u塊達(dá)到終端速度以后，下降到海底的時間。在理想狀態(tài)下，如果磚頭以立起來最小的那一面一直下落，終端速度為2.73米/秒，下降到海底需要67分鐘的時間。

如果磚塊以平面，最大面的那一塊一直往下落，終端速度只有1.28米/秒，沉入到海底需要2.4小時。如果考慮到海水的流動，磚塊的不穩(wěn)定之類的問題，那就沒辦法算了。

磚頭在海底會不會被高壓壓碎呢？

普通磚頭的耐壓最大30牛/平方毫米，30牛約等于3.061千克，也就是磚頭上每平方毫米可以承受3061克的重物。

一個大氣壓為0.1牛/平方毫米，1100個大氣壓為110牛/平方毫米，也就是說在海溝底部每平方毫米上就類似于放一個112千克的重物，這樣算來遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了磚頭的抗壓強(qiáng)度。

不過我看了大家都說磚頭在海底是各個方向都會受力，受力是均衡的，但是我覺得這么大的力就算是受力均衡，也會破壞磚的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因此這不是磚頭不會被壓碎的原因。

不過磚頭這玩意它滲水啊，就會導(dǎo)致內(nèi)外壓強(qiáng)一致，這就跟我們在海溝底部發(fā)現(xiàn)的生物一樣，它們?yōu)楹文芸棺∵@么大的壓力。

并不是因?yàn)檎w的受力均勻，而是因?yàn)楹系撞康聂~類沒有堅(jiān)硬的皮膚，而是有著簡單的一層薄膜，這層薄膜可以使得魚身體內(nèi)外的壓強(qiáng)一樣，所以魚才能生存。

這跟磚頭的道理一樣，磚頭不會被壓壞，并不是因?yàn)樗闹芏际芡瑯拥牧Γ且驗(yàn)樗鼭B水。

有人又會問了那為何海底的石頭可以完好的存在，它不滲水啊，只能說還是壓強(qiáng)不夠，只要壓力足夠大，不管是否周圍都受力，任何物體都會被壓成球形，最后壓力甚至可以破壞分子和原子的結(jié)構(gòu)。

想一下宇宙中的天體，在巨大的重力下呈現(xiàn)出了流體靜力學(xué)平衡，也就是天體都是球體，重力足夠大的天體就會變?yōu)橐揽侩娮雍啿褐蔚奶祗w，例如白矮星。甚至是中子簡并壓的中子星，最后變?yōu)槭遣恢挝锏暮诙础?/p>