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水深4000メートルの水圧はどれくらい?人間や生物にどんな影響があるのかについて徹底解説!

水深4000メートルの水圧はどれくらい?人間や生物にどんな影響があるのかについて徹底解説!
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水深4000メートルというと、タイタニック号が沈んでいる深さとほぼ同じです。

このような深海では、水圧は地上の約400倍にもなります。

水圧は水深に比例して増加するので、水深が増えるほど生き物にとって厳しい環境になります。

しかし、水深4000メートルでも生きている生物は存在します。

この記事では、水深4000メートルの水圧がどれくらいなのか、人間や生物にどんな影響があるのか、詳しく解説します。

水深4000メートルの水圧はどれくらい?

水圧とは、水の重さによってかかる圧力のことです。水圧は水深に比例して増加します。つまり、水深が深くなるほど水圧は高くなります。水圧の計算式は以下のようになります。

水圧(Pa)= 水深(m)× 水の密度(kg/m3)× 重力加速度(m/s2)

水の密度は約1000kg/m3、重力加速度は約9.8m/s2です。これらの値を代入して、水深4000メートルの水圧を計算すると、以下のようになります。

水圧(Pa)= 4000(m)× 1000(kg/m3)× 9.8(m/s2) 水圧(Pa)= 39200000(Pa)

Paとはパスカルという圧力の単位です。1Paは1平方メートルあたり1ニュートンの力がかかることを意味します。ニュートンとは力の単位で、1ニュートンは約0.1kgの重さに相当します。したがって、水深4000メートルの水圧は、1平方メートルあたり約3920000ニュートン、つまり約392000kgの重さがかかることになります。

この水圧は、地上の大気圧の約400倍にもなります。地上の大気圧は約101300Paで、1平方メートルあたり約1013ニュートン、つまり約101.3kgの重さがかかることになります。水深4000メートルの水圧は、この地上の大気圧を400回重ねたものと同じです。

水深4000メートルの水圧が人間に与える影響は?

水深4000メートルの水圧が人間に与える影響は、非常に大きく、致命的です。人間の体は、水圧に対して非常に脆弱です。特に、体内に空気がある部分は、水圧によって圧縮されてしまいます。例えば、肺や耳などです。水深4000メートルでは、体内の空気の容量は地上の約1/400になります。これは、肺や耳の中の空気がほとんどなくなることを意味します。肺が潰れたり、耳が破裂したりする可能性があります。

また、水深4000メートルでは、水中に溶け込んだ窒素や酸素の分圧も非常に高くなります。分圧とは、混合気体の中の各成分が単独で占める圧力のことです。分圧が高くなると、水中に溶け込んだ窒素や酸素が血液中に多く吸収されます。これは、窒素酔いや酸素中毒という症状を引き起こす可能性があります。窒素酔いとは、血液中の窒素が過剰になることで、酔っ払ったような状態になることです。酸素中毒とは、血液中の酸素が過剰になることで、神経系や呼吸器に障害を起こすことです。これらの症状は、意識障害やけいれんなどの重篤な状態に陥る可能性があります。

さらに、水深4000メートルでは、高圧神経症候群(HPNS)という症状も発生する可能性があります。これは、極端な水圧によって神経系に異常が起こることです。手足の震えやめまい、不安やうつなどの精神的な症状が現れます。この症状は、水深300メートル以上で発生する可能性があります。

以上のように、水深4000メートルの水圧は、人間にとって非常に危険なものです。人間がこの水圧に耐えることは、ほぼ不可能です。もしも、水深4000メートルに生身で潜った場合、数秒で死亡すると考えられます。水深4000メートルに潜るには、特殊な潜水艇や潜水服などの装備が必要です。

水深4000メートルの水圧が生物に与える影響は?

水深4000メートルの水圧が生物に与える影響は、生物の種類や適応によって異なります。水深4000メートルには、人間には想像もつかないような奇妙な生物が生息しています。これらの生物は、水圧に対して特殊な適応を持っています。例えば、以下のようなものがあります。

  • 水圧に耐えるために、体内に空気を持たない生物。例えば、ヒトデやウニなどの無脊椎動物や、カメラ目やハダカイワシ目などの魚類などです。これらの生物は、水圧によって体内の空気が圧縮されることを防ぐために、体内に空気を持ちません。代わりに、水や油などの液体や、ゼラチン状の物質で体を満たしています。これにより、水圧による影響を最小限に抑えています。
  • 水圧に耐えるために、体内の空気を調節する生物。例えば、クジラやイルカなどの哺乳類や、マグロやカジキなどの魚類などです。これらの生物は、水圧によって体内の空気が圧縮されることを防ぐために、体内の空気を調節しています。

水深4000メートルの水圧はどれくらい?人間や生物にどんな影響があるのかについて徹底解説!【まとめ】

水深4000メートルの水圧はどれくらい?人間や生物にどんな影響があるのかについて述べてきました。

最後までお読みいただきありがとうございました。