Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Что мы знаем про зыбучие пески? Хм, ну в виду того, что многие выросли и живут в городах, представления ограничиваются фильмами и мультиками. А там кот Том по уши уходит в песок или какой-нибудь герой очередной Мумии вытягивает другого тонущего.
Потому всегда зыбучий песок в воображении = утонуть и не вылезти обратно.
Но всё гораздо интереснее. Феномен «погружения», изображаемый в голливудских фильмах, в значительной степени является мифом. Самая опасная сторона зыбучих песков не в том, что они затягивают, как это обычно принято считать, а кое в чём другом.
Физически зыбучий песок — это не мистическая ловушка, а особый тип грунта, где песок сильно насыщен водой и теряет обычную прочность. В норме песчинки плотно соприкасаются и создают твёрдую поверхность, но когда между ними много воды (например, из-за подземных источников, приливов или дождей), структура разрушается. Трение между зёрнами резко падает, и песок начинает вести себя как густая жидкость.
При этом зыбучий песок — система на границе между твёрдым телом и жидкостью. Он может выдерживать нагрузку, пока его не возмущают, но при движении мгновенно разжижается, превращаясь в коварную ловушку, где каждое резкое движение только усугубляет погружение. Но и погружается человек до определенного предела, пока динамика не перевернется в обратную сторону и каждое движение в более плотных слоях будет всё сильнее сковывать попавший туда объект.
Это классический пример поведения для неньютоновских жидкостей и я как-то рассказывал про них на канале.
Теперь про мифы из кино. На самом деле люди обладают слишком большой плавучестью, чтобы полностью погрузиться в зыбучие пески. В такой среде всё также будет работать закон Архимеда. По крайней мере до тех пор, пока человек не будет интенсивно двигаться или не опустится до плотных слоев, где говорить про плавучесть уже не очень уместно.
Истинная опасность этой системы заключается в специфическом физическом свойстве, называемом тиксотропией (свойство разжижаться при встряхивании или снова густеть при перемешивании), которое превращает песок в ловушку и для выхода из неё требуется огромная сила.
Пока зыбучий песок не вскрыт, он кажется твердым, потому что частицы песка образуют хрупкую, карточную структуру. Именно это и обманывает человека визуально, а потому он смело наступает на опасный участок.
Однако, как только вы наступите на него, внезапное напряжение вызовет разрушение этой структуры. Смесь мгновенно переходит из твердого состояния в жидкое — процесс, известный как сдвиг для неньютоновской жидкости. Вы тонете, потому что песок больше не может выдержать ваш вес. Но всё было бы хорошо, если проблема ограничилась только этим.
В воде, если вы остановитесь, то останетесь в жидкой среде. В зыбучих песках, как только вы остановитесь, вода отделится от песка, и частицы песка плотно осядут вокруг ваших ног. Это примерно как тазик с цементом.
Смесь вернется в твердое, полужесткое состояние. По сути, осадок сжимает ваши ноги, действуя подобно твердеющему мокрому бетону. Причина, по которой вы не можете просто вытащить ногу, как в воде, заключается в эффекте всасывания.
Поскольку смесь плотная и вязкая, воздух или вода не могут легко проникнуть вниз и заполнить пространство под вашей ногой, если вы попытаетесь ее поднять. Подтягивание ноги вверх создает вакуум на дне отверстия.
Чтобы преодолеть это всасывание и вес песка, вам потребуется приложить силу примерно в 100 000 Ньютонов (такую же, как сила, необходимая для подъема автомобиля среднего размера), чтобы освободить хотя бы одну ногу. Если вы будете тянуть слишком сильно, не разжижив предварительно песок, вероятность разрыва сухожилий или вывиха суставов выше, чем вероятность освобождения.
Вы можете сказать, что ведь тиксотропия… Пока двигаешься, система жидкая. Значит нужно постоянно двигаться и даже при значительной глубине погружения, как-нибудь да вылезешь. Но в какой-то критический момент песка включается обратная сторона этого свойства. Каждое новое движение скорее будет уплотнять слои, чем разжижать их. Так что сработает всё то, что мы проговорили в абзаце выше.
При этом, как ни парадоксально, зыбучие пески гораздо безопаснее воды с точки зрения риска утопления. Плотность человеческого тела составляет примерно 1 грамм на кубический сантиметр (г/см³). Плотность воды также составляет 1 г/см³, поэтому нам приходится держаться на плаву, чтобы не утонуть. Однако плотность зыбучих песков составляет около 2 г/см³. Это означает, что в зыбучих песках вы в два раза более плавучи, чем в бассейне.
Физически человеку невозможно утонуть ниже пояса в зыбучих песках, если только он не будет отчаянно барахтаться головой вперёд. Вы будете плавать, как пробка и не захлебнетесь.
Поскольку вы не утонете, опасность исходит скорее из окружающей среды. Так как вы зажаты ниже пояса и не можете двигаться, вы становитесь уязвимы для внешних угроз.
Большинство зыбучих песков образуются на приливных отмелях или в эстуариях. Путешественники застревают во время отлива, и, поскольку они не могут быстро освободиться, тонут, когда возвращается прилив. Само же нахождение в обездвиженном состоянии в отдаленном районе может привести к обезвоживанию, переохлаждению или солнечному удару. Да и хищники могут использовать это положение.
Так что смертельная сила зыбучих песков заключается не в активном затягивании вниз, а в пассивном захвате, который превращает ваши собственные панические движения в механизм, еще сильнее удерживающий вас на месте. Именно поэтому в фильмах механизм показан отчасти верно.
Помните, как обычно герои кричат — стой, не двигайся! А то утонешь окончательно. До этого момента всё верно, только дальше зыбучие пески показывают совсем иную физику. Человек по уши уходит под эту субстанцию, хотя вероятность такого поведения в зыбучих песках крайне мала. Зато в комедиях этот момент обыгрывается довольно весело.
Поделись видео: