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流沙真的会“吃人”吗?

2023-05-30倾央

环球人文地理 2023年1期
关键词:流沙沙子摩擦力

倾央

提起流沙,你会想到什么?

大多数人的脑海里可能会出现这样一幅画面:一个人陷入沙坑中,随着挣扎越来越剧烈,他陷入流沙的速度变得越来越快,直至沙子淹没头顶……

没错,这是影视作品中关于流沙最经典的呈现。流沙魔鬼般可怕的吸力和遇难者苍白无力的反抗,呈现出强烈的对比。但流沙真的会如众多影视作品中表现的那样,将人“吃掉”吗?

首先,我们要明白流沙是什么。在自然条件下,沙地是由小而粗糙的沙子颗粒,以及空气或水分混合组成。空气或水分较少时,沙子间摩擦力大,从而能支撑起地面的物体。流沙则并不是指真的正在流动着的沙子,实际上是因沙子之间水分或空气较多,摩擦力太小,導致停留其上的东西会下沉的区域。

由此,流沙可以分为湿流沙和干流沙两类:湿流沙通常在湖泊、森林、河谷或海滩附近,含水量较多。干流沙则通常出现在沙尘暴过后的沙漠地区,沙中含有大量空气。十多年前,来自荷兰阿姆斯特丹和法国巴黎的四位科学家试图在实验室里测试湿流沙到底会不会“吃人”。他们在一处湿流沙区域取得样本后,分析了其中粘土、盐水和沙子的比例,并“重塑”了一个流沙。然后,把一个铝球放在人造流沙上,发现流沙无法将铝球完全吞没。

那么,挣扎会不会是导致流沙加快吞噬被困者的原因呢?他们给流沙样品引入了“震动”的效果——通过摇动人造流沙来模拟人在挣扎时的情况。结果显示,一旦震动的幅度超过了某个临界值,铝球就会快速沉入流沙底部,但随着沙子逐渐开始与水混合,浮力也随之增加,铝球又重新飘回到顶部。

纵观整个实验,他们总结道:因为人体密度小于流沙平均密度,更远远小于铝球密度,所以人体其实可以“漂浮”在流沙之上。即使最坏的情况下,人也只会半没在流沙中,没有“灭顶之灾”。

这一实验的结果被发表在科学的圣殿——《自然》杂志上,备受追捧,但学界对流沙的探究远没有结束。关于流沙是否真的会“吃人”,后来还有另一项实验。

这项实验中,六位来自瑞士苏黎世理工和巴西赛阿拉联邦大学的科学家,考察了巴西东北部一处国家公园的湿流沙地,并在实地进行了测量和实验。他们发现,一旦陷入该地区的流沙,无论人还是动物都会迅速沉入流沙底部。幸亏当地的流沙池都不够深,最深的也仅1米——一旦形成两米以上的流沙池,人和动物就会被流沙活活吞噬。

关于湿流沙会不会“吃人”,至今仍待讨论,但可以确定的是,湿流沙非常危险。因为,当人被流沙混合物牢牢包围并试图从中自救的时候,需要提供10万牛顿左右的力量,这相当于举起一辆中型汽车!

如若不幸落入流沙,人们首先要保持冷静,并且缓慢地移动身体,让身体和流沙表面形成一定角度,增大接触面积降低压强,避免沙土进一步液化,再伺机逃生;如果有条件,营救者应该为流沙进行高压注水,稀释沙土含量来降低流沙的粘度,然后再设法吊起落难者。需要注意的是,这个施救方法,只适用于湿流沙。

干流沙更加危险。在关于“干流沙”的实验室中,研究人员向沙子样本中注入空气,让沙子的体积只占总体积的41%,其它全部是空气。这时把一个与人质量、体积相当的铝球放入其中,铝球会瞬间被吞没、沉底。

遇见干流沙“吞人”,理论上的施救方法是给陷入其中的人裹上一个圆柱体物品,然后将圆柱体内的沙子抽掉,这样做可以避免新的沙子填充其中,不过在野外非常难以实现。而在日常生活中,还有一种典型且危险的“干流沙”,那就是放满粮食的粮仓,粮食颗粒本身就没有沙子那样的摩擦力,同时它们的形状也让更多的空气可以储存其中。如果一个人不慎掉入过高的粮食堆中,就会在短时间内被吞没。

(编辑 陈珂玲)

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