陷入沼澤和流沙的急救方法(2)
陷入沼澤和流沙的急救方法
流沙形成原理
·流沙表面一旦受到干擾就會“液化”
荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的柏恩在一次前往伊朗的度假旅行之中，遇見過一位當(dāng)?shù)啬裂蛉?。他指著流沙告訴柏恩，村里曾有駱駝陷下去后就立即消失。柏恩對此將信將疑，回國后就立即對此展開研究。他仔細(xì)觀看和分析了數(shù)十部描述到流沙噬人場景的電影，發(fā)現(xiàn)這些電影對流沙的描述根本就是錯(cuò)誤百出。后來，柏恩在實(shí)驗(yàn)室里將細(xì)沙、黏土和鹽水混合在一起，重建一個(gè)微型室內(nèi)流沙模型來進(jìn)行研究。
經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，柏恩領(lǐng)導(dǎo)的科研人員發(fā)現(xiàn)，要把沙子變得像太妃糖一樣黏需要好幾天時(shí)間，但要讓它失去黏性則很容易，只要在其表面施加適當(dāng)?shù)膲毫纯?。一旦流沙表面受到運(yùn)動干擾，就會迅速“液化”，表層的沙子會變得很松軟，淺層的沙子也會很快往下跑。這種遷徙運(yùn)動使得在流沙上面運(yùn)動的物體下沉，然而，隨著下沉深度的增加，從上層經(jīng)遷徙運(yùn)動掉到下方底層的沙子和黏土逐漸聚合，便會創(chuàng)造出厚實(shí)的沉積層，使沙子的黏性快速增加，阻止了物體進(jìn)一步下陷。
·密度小于流沙的物體會浮在流沙之上
研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體陷入流沙后，下陷速度要視物體本身的密度而定。流沙的密度一般是2克/毫升，而人的密度是1克/毫升。在這樣的密度下，人類身體沉沒于流沙之中不會有滅頂之災(zāi)，往往會沉到腰部就停止了。研究者還發(fā)現(xiàn)，即便是一些密度比流沙大很多的物體，也能浮于流沙之上。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將一個(gè)密度為2.7克/毫升的鋁盆置于流沙的頂部，盡管其密度大于流沙，但由于受流沙浮力和沙面張力的影響，鋁盆仍能平靜地呆在流沙的表面。當(dāng)科學(xué)家開始輕輕晃動這個(gè)鋁制容器時(shí)，情況發(fā)生了變化，容器稍稍下陷了一點(diǎn)，當(dāng)他們加大力度搖晃時(shí)，這個(gè)容器慢慢沉入沙底。
·將腳從流沙中拔出來需要抬起一輛汽車的力量。
研究認(rèn)為，陷入流沙的人一般都動不了，密度增加以后的沙子粘在掉進(jìn)流沙里的人體下半部，對人體形成很大的壓力，讓人很難使出力來。即使大力士也很難一下子把受困者從流沙中拖出來。經(jīng)研究人員計(jì)算，如果以每秒鐘一厘米的速度拖出受困者的一只腳就需要約10萬牛頓的力，大約和舉起一部中型汽車的力量相等。所以除非有吊車幫忙，否則很難一下子把掉進(jìn)流沙的人拉出來。研究還指出，照這種力量的計(jì)算，如果生拉硬扯，那么在流沙“放手”前，人的身體就已經(jīng)被強(qiáng)大的力量扯斷。此舉所造成的危險(xiǎn)遠(yuǎn)高于讓他暫時(shí)停在流沙當(dāng)中。
取自撒哈拉大沙漠的流沙樣品是由沙子和鹽水混合構(gòu)成的半固體狀態(tài)，這些顆粒松散地堆積在一起。沙粒堆積起來，使其有了看似穩(wěn)定的表面，但即便是承受很小的壓力，流沙的整體框架便會立即塌陷。濃厚的“沙漿”堆積在底層，它能粘住所有的物體，使其動彈不得;而流沙中的超細(xì)顆粒更是危險(xiǎn)——它使流沙具有使人致死的巨大夾緊力。
如果陷入流沙中，最明智的做法是不要在流沙中掙扎，而是耐心而輕微地來回倒腳，使“沙漿”松散開來，不要緊緊地粘住你。如果撒哈拉大沙漠確實(shí)有駱駝被流沙吞沒，波恩相信，肯定是駱駝拼命掙扎著要逃出來，結(jié)果是被流沙完全淹沒。
遇流沙怎么自救方式
其實(shí)絕大多數(shù)流沙和一般沙的區(qū)別不大，并沒有電影中描述的那么可怕，它原理上只是被滲入了水的沙子，由于沙粒間的摩擦力減小，形成了半液態(tài)、難以承重的沙水混合物。流沙通常發(fā)現(xiàn)于海岸附近，一般挺淺，很少有超過幾英尺深的。柏恩表示，流沙只有一種狀況會淹死人，那就是當(dāng)頭部先掉入沙中的時(shí)候，然而以這種方式掉入流沙的概率非常小。陷在流沙中的人僅感到胸部有些壓力，呼吸較困難，并不會有什么生命危險(xiǎn)。只有流沙附近上漲的潮水才是受困者最可怕的敵人。
不過，影片中對流沙的描述至少有一點(diǎn)是對的，那就是如果陷入流沙后，大力掙扎或是猛蹬雙腿只會讓人下陷得更快。人們誤以為通過搖動能使身體周圍的沙子松動，從而有利于肢體從流沙中拔出?？茖W(xué)家指出，其實(shí)不然，這種運(yùn)動只能加速黏土的沉積，增強(qiáng)流沙的黏性，胡亂掙扎人只會越陷越深。
柏恩指出，逃脫流沙的方法還是有的，那就是受困者要輕柔地移動兩腳，讓水和沙盡量滲入擠出來的真空區(qū)域，這樣就能緩解受困者身體所受的壓力，同時(shí)讓沙子慢慢變得松散。受困者還要努力讓四肢盡量分開，因?yàn)橹挥猩眢w接觸沙子的表面積越大，得到的浮力就會越大。只要受困者有足夠耐心、動作足夠輕緩，就能慢慢地脫困。
在流體力學(xué)中，流沙被歸為膨脹性流體，也就是說剪力越大，流沙抵抗剪切運(yùn)動的粘性也就越大。這是為什么要用吊車才能把人拉出來的原理，就是因?yàn)檎承栽龃?，流沙阻礙人向上運(yùn)動的力也就增大了。也有質(zhì)疑者認(rèn)為，如果按照上述的定義，可以得出的推論是，當(dāng)人越動的厲害的時(shí)候，粘滯阻力也就越大，那么下降的作用就減緩了，至多是覺得身上承受的壓力變大，不至于越沉越快， 并對此提出質(zhì)疑。
在遭遇到慢流沙時(shí)可能逃脫的方法：只要動作迅速，方向判斷準(zhǔn)確，就可以逃脫。在深入流沙陷阱，需要迅速躺下，盡快減輕身體負(fù)重，手腳平放沙上以增加浮力，若周圍無人則應(yīng)以慢滾方式或全身伏地緩慢爬行到堅(jiān)實(shí)位置。
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