水圧の計算と深海の水圧：しんかい6500の水深6500mにおける水圧の差の理由

深海に潜ると、水圧が急激に増加します。有人潜水調査船「しんかい6500」のような装置が6500mの水深まで潜る際にかかる水圧は、単純に「水深×1万Pa」では説明できません。この記事では、水圧の計算とその差異の原因を詳しく解説します。

水圧の基本的な計算方法

水圧は、深さと水の密度に基づいて計算されます。基本的には次の式を使って求められます：
水圧（Pa）＝密度（kg/m³）×重力加速度（m/s²）×水深（m）。

この式で、水圧は水深が深くなるほど大きくなります。水深が1m進むごとに1万Paの水圧がかかるとよく言われますが、実際には水の密度が水深ごとにわずかに変化するため、正確にはその通りにはなりません。

水深6500mでの水圧とその差異の原因

質問にあるように、水深6500mの水圧が6500万Paではなく、約6800万Paとなっている理由は、単純な水深による計算だけでは水圧を完全には計算できないからです。水の密度は一定ではなく、深海に近づくにつれて若干増加します。

水の密度は水深が深くなるとわずかに増加し、その結果として水圧も予測より若干高くなるのです。これが、6500mで6800万Paとなる理由です。

水の密度と水圧の関係

水の密度は、温度や塩分濃度、圧力などに影響されます。深海では水圧の増加に伴って水の密度も増加するため、浅い海域とは異なる水圧の挙動を示します。

また、温度が低い深海では水の密度がより高くなるため、同じ深さであっても水圧は微妙に異なります。これは、一般的に「水の密度が1g/cm³より小さい」とされるため、深海の環境で密度が増加することに関係しています。

まとめ

水圧は深さによって増加し、単純に「1万Pa×水深」という計算だけでは正確な水圧は求められません。深海の水圧は水の密度が水深ごとにわずかに異なるため、予測よりも少し高くなることがあります。しんかい6500のような潜水調査船が6500mの水深に到達する際には、約6800万Paの水圧がかかるというのは、この水の密度の違いに由来しています。