用钢瓶从深海取水装鱼密封，上岸后会瓶爆鱼亡吗？

本文基于回答网友邀答问题：如果在3000米深的海底，用特种钢瓶装满水，里边有一个海底生物密封好，然后拿上岸里边水压力多少？（见下面截图）

简单回答：这个钢瓶大概率会爆掉，这条倒霉的鱼也必死无疑。

先说说这条倒霉的深海鱼。如果这个特种钢瓶能够耐受如此高的压差不爆瓶，这条鱼当然不会死。因为这样，这条鱼就依然活在深海高压环境中。不过如果钢瓶不打开，没办法喂养和维持水中的氧气，要不了多久，这条鱼依然会死掉。能活多久，就要看这个瓶子的大小了，瓶子越大，装的水越多，活的时间就越长，反之，越短。

但大概率钢瓶会爆掉，鱼就必死无疑了。

深海鱼到达海面为什么会死呢？主要原理包括压力骤降、呼吸系统失效、渗透压失衡等。

首先说说压力骤降。深海鱼类长期承受约3000米水深的高压环境（约300个大气压），其体内细胞膜和酶活性已适应这种高压状态。当被快速带到水面时，外界压力骤减导致体内气体膨胀，可能引发血管破裂、器官损伤，类似于人类潜水病或进入高空低压环境无保护状态。

其次是呼吸系统失效。深海鱼鳃结构已经进化成从高溶解度水中提取氧气，但离开深水后会导致鳃丝粘连失效，无法进行气体交换，导致窒息。

再次是渗透压失衡。深海鱼体液离子浓度与深海环境平衡，到达浅水后渗透压调节系统崩溃，引发体液紊乱或体表水分快速蒸发导致脱水而亡。

那么钢瓶为啥大概率会爆掉呢？

因为一般的瓶子，包括钢瓶都无法承受从3000米深海到水面的巨大压差。

前面所说的压差，是指3000米深海中的压力与海平面的压力约相差300个大气压，也就是说，海平面压力为1个大气压，海水每深10米增加一个大气压，3000米深海水就有约300个大气压。当然，在海洋气温洋流等复杂状态下，水深并不一定与气压呈标准比例关系，但呈正相关是毋庸置疑的。这里就不进行复杂分析了，只是按每深10米增加一个大气压的简单比例计算。

这是个什么概念呢，就是一个物体在3000米深海中表面每平方厘米要承受约300公斤的压力，而在海平面只承受1公斤的压力。

但钢瓶会爆掉，并非是由于压差大的简单因素导致的。如果这个钢瓶不装水，也没有密封，就是一个不密闭的空瓶子，即便深海与海平面压差再大，装满水从海底捞上来也一样不会爆瓶。因为这种压差在没密封的瓶口中卸掉了，在上升过程由于密度变小，多余体积的水会从瓶口流掉了，这个瓶子的内外璧压差平衡，当然就不爆了。

爆瓶的原因关键点在于“密封”和里面装满的“水”。这里面的水就像鱼儿一样，在从深海高密度状态，到海面低密度状态，体积会增大，就会像气体那样膨胀，将钢瓶撑破了，而不是所谓压差直接导致钢瓶爆裂的。

常识告诉我们，水（包括所有液体）是很难被压缩的，在常压下，水的密度基本不变。正是基于这个原理，万吨水压机里面就是依靠水来传导压力的。所谓万吨水压机，是通过帕斯卡原理实现压力传递，其核心就在于水的不可压缩性。当然，这里的水并没有直接承受了万吨压力，而是通过活塞从小到大放大压力，水本身还只是承受着常规压力，因此不会被压缩。

水很难被压缩，并不是说完全不被压缩，在高压下，水分子还是会被压缩的。在大海中，水深每增加1000米，也就是约增加100个大气压，密度会压缩约0.5%，在3000米深海中的水体密度会被压缩约1.6%。

容器开放性沉入深海，在深海中装满这种密度的水，密封后并不会爆裂。这是因为在容器内外，承受的压力是同等相互抵消的。到达海平面后，外界只有1个大气压，而瓶内的水是在300个大气压下才形成的密度，虽然这个密度只小了1.6%，但也要在300个大气压下才能保持这个密度。

也就是说，此时瓶内的内壁每平方厘米要承受约300公斤的压强，才能保证水的密度比海平面大1.6%。但这个瓶子外壁只有每平方厘米1公斤的压强顶住，内壁每平方厘米却承受着300公斤的压力。事实上，不同材质的瓶子承受的压力是不一样的，在从3000米深海上升过程中，等不到提升到海面，就会在不同水深因外界压力减小而爆裂了。

不同材质瓶子能耐受的压力大致为：普通塑料瓶（PET、PE）可承受0.3-1个大气压强；玻璃瓶可承受1-5个大气压强；普通金属瓶（铝合金、铁）可承受10-30个大气压强；高强度合金（如钛合金、特种钢）可承受50-100个大气压强；极端环境材料（如深海耐压复合材料、陶瓷基复合材料）可承受100-1000 个大气压强。

从上面介绍的各种材料可以看出，只有最后一种能做到从深海取样返回而不爆裂。但这种极端材料制造成本极高，需特殊工艺制造（如无缝焊接、厚壁设计、重量很大），因此在一般普通场景实际操作中几乎不会使用。而前面的几种材料，在深海装水密封后都会在上升到海面过程中就爆裂了。

至于问题中提到采用塑料袋，开放性放入深海同样不会被撕裂，装水密封后上浮的后果与上述描述类似，就不重复了。

水在不同温度中的密度也不一样，在4摄氏度时，密度最大，约为1g/cm^3，一般高于或低于这个温度，密度都会减小。在3000米深海中，水温一般在1~4摄氏度之间，而在海面，分寒带热带不同，水表温度一般在10~30摄氏度之间。这种温差效应也会导致水密度变化，但海水深浅气压变化，是导致水密度变化的主导因素。

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