流沙是怎樣形成的有什么原因
流沙是怎樣形成的有什么原因
流沙是大自然所設計出的最巧妙機關(guān)，它可能藏在河濱海岸甚至鄰家后院，靜靜地等待人們靠近，讓人進退兩難。關(guān)于流沙形成是不少朋友想知道的。下面是小編為大家整理的流沙形成的原因，希望會對大家有所幫助！
流沙的形成原因
據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的地質(zhì)學家丹尼斯杜穆謝爾(Denise Dumouchelle)介紹，只要條件適宜，流沙可以出現(xiàn)在任何地方。
上漲的地下水減小了沙粒之間的摩擦力，使得沙子開始“流動”，從而形成了流沙。
當一片散沙帶的水分達到飽合時，普通沙子就會翻滾起來，從而形成流沙。如果被沙子捕獲的水分無法從中脫離，就會形成液化土，液化土無法再承受重量。有兩種方式可使沙子的翻滾程度增加，最終形成流沙。
流動的地下水——水流向上流動產(chǎn)生的力克服了重力，使得沙粒更易漂浮。
地面振動產(chǎn)生的力可以增加淺層地下水的壓力，從而使沙子和淤泥沉積發(fā)生液化。液化的表面不再具有支撐能力，因此地面上的建筑物或其他物體會發(fā)生下沉或倒塌。
據(jù)新南威爾士地質(zhì)調(diào)查局的拉里巴倫(Larry Barron)博士介紹，振動會增加流動性，因此原來相當堅固的物質(zhì)會變得柔軟，并具有可流動性。
振動和水形成的障礙減小了沙粒之間的摩擦力，使得沙子變得像液體一樣。為了弄明白流沙，您先要了解液化過程。據(jù)猶他州地質(zhì)調(diào)查局介紹，土壤液化時，就變得和流沙一樣失去了支撐力，并且表現(xiàn)得像粘性液體而不是固體。在地震過程中，液化會造成建筑物大幅度沉入地下。
流沙的形成原理
流沙表面一旦受到干擾就會“ 液化 ”
荷蘭 阿姆斯特丹大學的柏恩在一次前往伊朗的度假旅行之中，遇見過一位當?shù)啬裂蛉恕Ｋ钢魃掣嬖V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誤百出。后來，柏恩在實驗室里將細沙、黏土和鹽水混合在一起，重建一個微型室內(nèi)流沙模型來進行研究。
經(jīng)過反復實驗，柏恩領導的科研人員發(fā)現(xiàn)，要把沙子變得像太妃糖一樣黏需要好幾天時間，但要讓它失去黏性則很容易，只要在其表面施加適當?shù)膲毫纯伞Ｒ坏┝魃潮砻媸艿竭\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。這種遷徙運動使得在流沙上面運動的物體下沉，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)造出厚實的沉積層，使沙子的黏性快速增加，阻止了物體進一步下陷。
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，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。在實驗中，研究人員將一個密度為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。當科學家開始輕輕晃動這個鋁制容器時，情況發(fā)生了變化，容器稍稍下陷了一點，當他們加大力度搖晃 時，這個容器慢慢沉入沙底。
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流沙的人拉出來。研究還指出，照這種力量的計算，如果生拉硬扯，那么在流沙“放手”前，人的身體就已經(jīng)被強大的力量扯斷。此舉所造成的危險遠高于讓他暫時停在流沙當中。
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;而流沙中的超細顆粒更是危險——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。
遇流沙的自救方式
其實絕大多數(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，那就是當頭部先掉入沙中的時候，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。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家指出，其實不然，這種運動只能加速黏土的沉積，增強流沙的黏性，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，同時讓沙子慢慢變得松散。受困者還要努力讓四肢盡量分開，因為只有身體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，就是因為粘性增大，流沙阻礙人向上運動的力也就增大了。也有質(zhì)疑者認為，如果按照上述的定義，可以得出的推論是，當人越動的厲害的時候，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。
在遭遇到慢流沙時可能逃脫的方法：只要動作迅速，方向判斷準確，就可以逃脫。在深入流沙陷阱，需要迅速躺下，盡快減輕身體負重，手腳平放沙上以增加浮力，若周圍無人則應以慢滾方式或全身伏地緩慢爬行到堅實位置。
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