流沙是大眾電影和小說中最喜歡的橋段之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),20世紀(jì)60年代有3%的電影里都有流沙或者淤泥活生生吞沒人的橋段,此后的不少影視作品里也偶有流沙出鏡。畫面上,流沙那魔鬼般可怕的吸力和遇難者那蒼白無(wú)力的反抗所呈現(xiàn)的強(qiáng)烈對(duì)比,確實(shí)足夠震撼人心。但是在現(xiàn)實(shí)中,這樣生吞活人的流沙到底存不存在?它們又是否如編劇和作家筆下描述的那么可怕呢?
流沙通常是由沙子或泥土和鹽水組成的混合物,通常出現(xiàn)在三角洲地區(qū)。流沙覆蓋的地面看上去像固體,但當(dāng)你站上去就會(huì)液化,水沙分離,留下濕沙形成的陷阱。沙粒之間的摩擦大大減小,這意味著它無(wú)法再支撐你的體重,你會(huì)開始下沉。那么在流沙中真的會(huì)越掙扎沉得越深,最后被吞沒至死嗎?
流沙實(shí)驗(yàn):人體一半被埋
阿姆斯特丹大學(xué)的丹尼爾·波恩在伊朗看到警告游客流沙危險(xiǎn)的告示。于是他帶回了一些沙子樣本,分析了粘土、鹽水和沙子的比例,然后在實(shí)驗(yàn)室重塑了流沙。他使用和人密度相同的鋁珠代替人,將它們放在沙子上,模擬人類在搖搖欲墜時(shí)恐慌的場(chǎng)景。他搖動(dòng)整個(gè)模型,觀測(cè)會(huì)發(fā)生什么。鋁珠會(huì)沉沒嗎?
結(jié)果是“沒有”。最開始確實(shí)下沉了一點(diǎn),但隨著沙子逐漸又開始與水混合,混合物的浮力增大,鋁珠最后又浮回到表面。波恩和他的團(tuán)隊(duì)嘗試將各種對(duì)象丟進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的流沙中。如果實(shí)驗(yàn)對(duì)象的密度接近于人類就會(huì)下沉,但從來(lái)沒有完全沉沒的,只有一半被埋。
那么根據(jù)物理預(yù)測(cè),雖然實(shí)驗(yàn)物沒有越來(lái)越深地陷進(jìn)去,為什么偶爾還是有悲慘的事故發(fā)生呢?比如2012年,一位兩個(gè)孩子的母親在安提瓜度假時(shí)踩進(jìn)流沙死亡。
原因是即使流沙沒有使你下陷,倘若是你沒有及時(shí)被救,漲潮后水漫起來(lái),等待你的就是死亡。這才是流沙真正的危險(xiǎn)之處。
所以獨(dú)自掙扎不會(huì)沉入流沙中,但我們?nèi)孕柚?jǐn)慎。如果你想立即自救,而不是等著救援隊(duì)或者流沙再次液化,根據(jù)波恩的研究,在流沙中拔出一只腳需要10萬(wàn)牛頓的力量,相當(dāng)于提起一輛中型轎車。
實(shí)驗(yàn)中,波恩團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),鹽是流沙中非常重要的成分,因?yàn)樗岣吡肆魃车牟环€(wěn)定性,導(dǎo)致這些危險(xiǎn)地區(qū)厚沉積物的形成。但來(lái)自瑞士和巴西另一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),有種流沙并不需要鹽。他們發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可以使土壤的頂部形成一層硬殼,給人的感覺是一個(gè)穩(wěn)定的表面,然而走上去后表面就會(huì)崩塌。但好消息是,這種土壤盆地很少會(huì)比人類的高度更深,所以即使有人踩進(jìn)流沙也不會(huì)被淹死。
然而,干沙就完全是另一回事了。流沙效應(yīng)意味著落入一個(gè)糧食筒倉(cāng)往往是致命的。
2002年,一份報(bào)道講述了在德國(guó)的某個(gè)農(nóng)場(chǎng),一個(gè)人晚上掉進(jìn)了糧倉(cāng),等到救援人員確定他在8個(gè)糧倉(cāng)中的哪一個(gè)時(shí),糧食已經(jīng)埋到他的腋窩了。他每呼吸一次,胸前的體積就會(huì)減少,導(dǎo)致糧食立刻填補(bǔ)這一缺口,令他呼吸變得越來(lái)越困難。
一位醫(yī)生從頂部用繩索吊下去,為他輸氧并綁上安全索。但很快他胸部開始疼痛,醫(yī)生診斷為灰塵引發(fā)的哮喘。救援人員采用一種機(jī)智的解決方法,他們?cè)谀凶又車稚弦粋€(gè)圓筒,使用工業(yè)吸塵器將身體周圍的糧食吸出來(lái),這樣糧食就沒法壓迫在他身上,最終男子得救。
縱觀整個(gè)實(shí)驗(yàn),他們總結(jié)道:因?yàn)槿梭w密度小于流沙平均密度,更遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋁球密度,所以人體可以“漂浮”在流沙之上。即使最壞的情況下,人畜也只會(huì)半埋沒在流沙中,沒有“滅頂之災(zāi)”。
實(shí)地考察:一旦陷入,人和動(dòng)物都沉入底部
2009年的一篇論文卻給這個(gè)研究提出了質(zhì)疑。
來(lái)自瑞士蘇黎世理工大學(xué)和巴西賽阿拉聯(lián)邦大學(xué)的六位科學(xué)家考察了巴西東北部一處國(guó)家公園的流沙地,并實(shí)地進(jìn)行了測(cè)量和實(shí)驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn),一旦陷入該地區(qū)的流沙,無(wú)論人還是動(dòng)物都會(huì)迅速沉入流沙底部。幸運(yùn)的是,他們進(jìn)行觀測(cè)的流沙只有一米深,尚不會(huì)沒頂。并且在該地區(qū),他們也沒有發(fā)現(xiàn)超過一米深的流沙陷阱。但是他們總結(jié)說,一旦形成深兩米以上的流沙池,被流沙活活吞噬并非天方夜譚。
巴西拉克依斯馬拉赫塞斯國(guó)家公園的沙丘,雨季時(shí)形成的水灣是流沙的多發(fā)地,瑞士科學(xué)家對(duì)流沙的實(shí)地研究就在此進(jìn)行。他們針對(duì)上述的沉沒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了進(jìn)一步辯駁:首先,咸水并非流沙形成的一個(gè)關(guān)鍵因素,因?yàn)樵谒麄兛疾斓牡貐^(qū),沙土和淡水的混合物也能形成流沙。其次,流沙在本地形成了一種精確的相互平衡的結(jié)構(gòu),如果對(duì)流沙進(jìn)行擾動(dòng),它的結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。所以他們質(zhì)疑上述實(shí)驗(yàn)方法并在實(shí)驗(yàn)室重現(xiàn)流沙。他們解釋道,因?yàn)槲覀儗?duì)流沙的精確結(jié)構(gòu)知之甚少,甚至于定義都非常模糊,而且流沙本身沒有記憶性,一旦被干擾,樣本就很難恢復(fù)原狀。換句話說,流沙仿佛一種一次性魔法,用過以后,它的魔力就會(huì)損失殆盡。所以研究實(shí)驗(yàn)室中挖掘出來(lái)的流沙而并非研究在當(dāng)?shù)刈匀恍纬傻牧魃?,很有可能是在研究一種失去魔力的普通沙土,并非真的流沙。
實(shí)地考察流沙的結(jié)果顯示,“人體密度小于流沙平均密度,所以人不會(huì)被流沙吞沒,甚至可以‘漂浮在流沙之上”的說法并不正確。不過,目前科學(xué)界對(duì)流沙的精確結(jié)構(gòu)知之甚少,落入不同的流沙可能也會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。認(rèn)識(shí)到流沙的威力,在面對(duì)的時(shí)候保持冷靜,采取正確的應(yīng)對(duì)措施才是最重要的。
一旦不幸落入流沙,人們首先要保持冷靜,并且緩慢地移動(dòng)身體,讓身體和流沙表面形成一定角度,從而增大接觸面積降低壓強(qiáng)避免沙土進(jìn)一步液化從而伺機(jī)逃生;如果有條件,營(yíng)救者應(yīng)該為流沙進(jìn)行高壓注水,稀釋沙土富含區(qū),從而阻止沙土分離以降低流沙的粘度,然后再設(shè)法吊起落難者。