Зыбучие пески (также известные как тонувшие пески ) — это коллоид, состоящий из мелкозернистого материала (такого как песок , ил или глина ) и воды . Он образуется в насыщенном рыхлом песке, когда песок внезапно перемешивается. Когда вода в песке не может уйти, она создает разжиженную почву, которая теряет прочность и не может выдерживать вес. Зыбучие пески могут образовываться в стоячей воде или в восходящей воде (например, из артезианского источника ). В случае восходящей воды силы противодействуют силе тяжести и подвешивают частицу почвы.
Амортизация воды придает зыбучим пескам и другим разжиженным отложениям губчатую, текучую текстуру. Предметы в разжиженном песке погружаются до уровня, на котором вес объекта равен весу вытесненной смеси почвы и воды, а погруженный объект плавает благодаря своей плавучести.
Разжижение почвы может произойти в частично насыщенной почве, когда она сотрясается землетрясением или подобными силами. Движение в сочетании с увеличением порового давления (грунтовых вод) приводит к потере сцепления частиц , в результате чего здания или другие объекты на этой поверхности тонут.
Зыбучие пески — это неньютоновская жидкость , разжижающаяся при сдвиге : в состоянии покоя она часто кажется твердой ( форма геля ), но изменение напряжения на зыбучем песке менее чем на 1% вызовет резкое снижение ее вязкости ( форма золя ). После первоначального возмущения, например, когда человек пытается пройти по ней, вода и песок в зыбучем песке разделяются, и образуются плотные области песчаного осадка ; именно из-за образования этих областей с высокой объемной долей вязкость зыбучего песка, по-видимому, внезапно уменьшается. Тот, кто наступит на него, начнет тонуть. Чтобы двигаться в зыбучем песке, человек или предмет должен оказать достаточное давление на уплотненный песок, чтобы снова ввести достаточно воды для его разжижения . Силы, необходимые для этого, довольно велики: чтобы вытащить ногу из зыбучего песка со скоростью 1 см/с, потребуется такое же количество силы, как и для подъема автомобиля. [1]
Человек не может полностью погрузиться в зыбучие пески [2] из-за более высокой плотности жидкости. Зыбучие пески имеют плотность около 2 граммов на кубический сантиметр, тогда как плотность человеческого тела составляет всего около 1 грамма на кубический сантиметр. При таком уровне плотности погружение в зыбучие пески ниже уровня талии невозможно. Даже объекты с более высокой плотностью, чем зыбучие пески, будут плавать на них, если они неподвижны. Алюминий, например, имеет плотность около 2,7 граммов на кубический сантиметр, но кусок алюминия будет плавать на поверхности зыбучих песков, пока движение не заставит песок разжижиться. [3]
Однако продолжительное или паническое движение может привести к тому, что человек будет погружаться в зыбучие пески еще глубже. Поскольку это все больше затрудняет движение, это может привести к ситуации, когда другие факторы, такие как воздействие (например, солнечный удар , обезвоживание и гипотермия ), утопление в приливе или нападения хищных или иных агрессивных животных, могут нанести вред попавшему в ловушку человеку. [4]
Из зыбучих песков можно выбраться, медленно двигая ногами, чтобы увеличить вязкость жидкости, и поворачивая тело так, чтобы плавать в положении лежа на спине (горизонтально лицом и туловищем вверх). [3]
Зыбучие пески были очень протяженными при низкой воде и имели дурную репутацию в стране. Вблизи берега, между островком и мысом, говорили, что они проглотят человека за четыре с половиной минуты; но для такой точности, возможно, было мало оснований.
Зыбучие пески — троп приключенческой литературы , особенно в кино, где они обычно и нереалистично изображаются с эффектом всасывания, который заставляет любого или что-либо, кто в него попадает, тонуть до полного погружения и риска утонуть. Это привело к распространенному заблуждению , что люди могут полностью погрузиться и утонуть в зыбучих песках, что невозможно. [5] Согласно статье Slate 2010 года , этот трюк достиг своего расцвета в 1960-х годах, когда почти 3% всех фильмов показывали персонажей, тонущих в глине, грязи или песке. [6]