流沙

名詞流沙

Quicksand

流沙是大自然所設計出的最巧妙機關，它可能藏在河濱海岸甚至鄰家後院，靜靜地等待人們靠近，讓人進退兩難。在公元1692年時，牙買加的羅伊爾港口就曾發生過因地震導致土壤液化而形成流沙，最後造成三分之一的城市消失、兩千人喪生的慘劇。看似平靜的英國北部海、美麗而危險的阿拉斯加峽灣等地也曾發生過流沙陷人的故事。但是，大多數人往往都沒見過流沙，更沒有親眼目睹別人掉進流沙或者親身經歷過。人們對於流沙的印象主要基於各種影片，在電影塑造的場景中，流沙是一個能把人吸入無底洞的大怪物。一旦人們身陷其中，往往不能自拔，同伴只能眼睜睜地看著受困者頃刻間被沙子吞噬。

·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，遇見過一位當地牧羊人。他指著流沙告訴柏恩，村裡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十部描述到流沙噬人場景的電影，發現這些電影對流沙的描述根本就是錯誤百出。後來，柏恩在實驗室里將細沙、黏土和鹽水混合在一起，重建一個微型室內流沙模型來進行研究。

經過反覆實驗，柏恩領導的科研人員發現，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的壓力即可。一旦流沙表面受到運動干擾，就會迅速“液化”，表層的沙子會變得很鬆軟，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，從上層經遷徙運動掉到下方底層的沙子和黏土逐漸聚合，便會創造出厚實的沉積層，使沙子的黏性快速增加，阻止了物體進一步下陷。

· 密度小於流沙的物體會浮在流沙之上

研究還發現，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，人類身體沉沒於流沙之中不會有滅頂之災，往往會沉到腰部就停止了。研究者還發現，即便是一些密度比流沙大很多的物體，也能浮於流沙之上。在實驗中，研究人員將一個密度為2.7克/毫升的鋁盆置於流沙的頂部，儘管其密度大於流沙，但由於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製容器時，情況發生了變化，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，密度增加以後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隻腳就需要約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，那麼在流沙“放手”前，人的身體就已經被強大的力量扯斷。此舉所造成的危險遠高於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成的半固體狀態，這些顆粒鬆散地堆積在一起。沙粒堆積起來，使其有了看似穩定的表面，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”鬆散開來，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，肯定是駱駝拚命掙扎著要逃出來，結果是被流沙完全淹沒。

其實絕大多數流沙和一般沙的區別不大，並沒有電影中描述的那麼可怕，它原理上只是被滲入了水的沙子，由於沙粒間的摩擦力減小，形成了半液態、難以承重的沙水混合物。流沙通常發現於海岸附近，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，並不會有什麼生命危險。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鬆動，從而有利於肢體從流沙中拔出。科學家指出，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鬆散。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。這是為什麼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，那麼下降的作用就減緩了，至多是覺得身上承受的壓力變大，不至於越沉越快，並對此提出質疑。

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，儘快減輕身體負重，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。

據美國地質調查局(USGS)的地質學家丹尼斯·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——水流向上流動產生的力克服了重力，使得沙粒更易漂浮。

地面振動產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生液化。液化的表面不再具有支撐能力，因此地面上的建築物或其他物體會發生下沉或倒塌。

據新南威爾士地質調查局的拉里·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會變得柔軟，並具有可流動性。

振徠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。據猶他州地質調查局介紹，土壤液化時，就變得和流沙一樣失去了支撐力，並且表現得像粘性液體而不是固體。在地震過程中，液化會造成建築物大幅度沉入地下。

1、慢流沙

2、快流沙

3、幹流沙

4、濕流沙