Як працюють хиткі піски
Є на планеті ще безліч місць, в які краще не потрапляти випадково. І спеціально туди потрапляти треба дуже обачно. Гарним прикладом таких місць є хиткі піски. Про них ходить багато моторошних душу історій. За деякими легендами, є піски, які можуть поглинути людину повністю за кілька хвилин (таку репутацію мають піщані дюни між Північним і Південним Уельсом). Втім, щоб загинути, самотньому подорожньому в пустельних місцях не обов’язково бути утянутым з головою. Одного разу, сімейна пара заїхала на особистому автомобілі (позашляховик, до речі кажучи) на здавалася безпечної піщану мілину під час припливу океану. Колеса миттєво занурився в пісок. Вийшла з машини жінка також провалилася по-коліно, де її стопи опинилися немов зціплені залізною хваткою. Чоловік не зміг врятувати свою дружину – океан швидко сховав її з головою.
Дослідники неодноразово бралися за вивчення феномену сипучих пісків, і поступово ситуація з ними стала більш-менш зрозумілою. Безсумнівно, властивості вологого піску істотно залежать від кількості міститься води в ньому. Зволожені піщинки легко злипаються, демонструючи різке зростання сил зчеплення, які в сухому піску обумовлені лише нерівностями поверхні, і тому вельми невеликі.
Сили поверхневого натягу плівок води, що оточують кожну піщинку змушують їх злипатися між собою. Щоб піщинки добре злипалися, вода повинна покривати частинки і їх групи тонкою плівкою, при цьому більша ж частина простору між ними повинна залишатися заповненої повітрям. Якщо кількість води в піску збільшувати, то, як тільки всі простір між піщинками заповниться водою, сили поверхневого натягу пропадуть і вийде суміш піску і води, що володіє абсолютно іншими властивостями. Таким чином, Сипучий пісок – це самий звичайний пісок, під товщею якого на глибині кількох метрів є достатньо сильний джерело води.
Найчастіше хиткі піски зустрічаються в горбистій місцевості або в зоні дії припливів. Рухаючись з гір, потоки води рухаються по каналах проточенным всередині доломітових і вапнякових скель. Десь вона пробиває камінь і спрямовується вгору потужним потоком. Якщо на шляху зустрінеться шар піску, то потік води, що йде знизу, може перетворити його в хиткі піски. Сонце висушує верхній шар піску, і на ньому утворюється тонка тверда скоринка, на якій може навіть встигнути вирости трава. Ілюзія благополуччя і спокою вмить випарується, варто лише на нього ступити – грунт попливе з-під ніг.
Чому людина провалюється в сипучий пісок? Справа в новоствореній структурі розташування піщинок. Йде знизу потік води збиває пухку подушку, з піщинок, що знаходиться у відносній рівновазі до деяких пір. Вага забрів у таке місце подорожнього, обрушує структуру.
Піщинки, перераспределяясь рухаються разом з тілом жертви додатково немов засмоктують бідолаху в шар ґрунту. Після цього, структура піску навколо нещасного стає зовсім іншою – щільно притиснуті вологі піщинки за рахунок сили поверхневого натягу шару води утворюють капкан. При спробі витягти ногу утворюється розрідження повітря, з великою силою тягне ногу назад. Зусилля, необхідне для підйому ноги в такій ситуації можна порівняти з вагою автомобіля. Якби пісок був сухий, то при повільному русі на звільняється місце спочатку приходив би повітря, що знаходиться між піщинок, а потім і сам пісок, обсипаючи заповнював б проміжок. Закопаний навіть по шию у звичайний пісок людина цілком може вибратися з нього самостійно (передбачаючи заперечення, нагадаю що в Білому Сонці Пустелі герой був попередньо пов’язаний). У зыбучем піску в’язкість, порівнянна з густим желе не дасть цього зробити.
Щільність зыбучего піску більше щільності води приблизно в 1,6 рази, однак це не дає можливості плисти в ньому. З-за високої вологості пісок в’язань, і будь-яка спроба рухатися в ньому зустрічає сильне протидія. Повільно поточна піщана маса не встигає заповнити виникає за зрушеним предметом порожнину, і в ній виникає розрідження, вакуум. Сила атмосферного тиску прагне повернути предмет на колишнє місце – створюється враження, що пісок «засмоктує» свою жертву. Таким чином, переміщатися в зыбучем піску можливо, але тільки вкрай повільно і плавно, оскільки суміш води і піску инерционна по відношенню до швидких переміщень: у відповідь на різке рух вона наче твердне.
Для утворення зыбучего піску необхідно рух води знизу-вгору – що забезпечує приплив або підземний потік. У пустелі Сахара хиткі піски утворюються в зоні існування великої підземної річки, про яку люди не знали аж до початку епохи зондування структури поверхні землі з супутника. Іноді, причиною виникнення такої зони може бути землетрус. Або діяльність людини. Одного дня, при спробі осушити зону будівництва фундаменту висотної будівлі, величезний насос, через свердловину засасывающий воду пішов під землю. З рухомими пісками нерідко стикаються будівельники будівель та метрополітену в Санкт-Петербурзі, де грунти перенасичені водою. В цих місцях їх звуть пливунами.
Жертвами сипучих пісків стають не тільки самотні подорожні або тварини. Є місце, де піски поглинають кораблі: мис Саут-Форленд в Англії (Гудвинские мілині) всесвітньо відомий як «кладовище кораблів». На протяжної мілини, стоять занурені в пісок остови кораблів. Піски чіпко тримають жертву, і врятувати корабель, а іноді і екіпаж, практично неможливо. Одного разу жертвою Гудвинских пісків став пароплав «Гелена Моджеска», вантаж якого оцінювався в 3 мільйони доларів. Чотири дні вісім рятувальних буксирів намагалися врятувати пароплав, але на п’ятий день «Гелена Моджеска» переломилася навпіл, а вантаж і корабель загинули в пісках. А в 1954 році в цьому місці хиткі піски засмоктали цілий маяк, попереджав суду про небезпеку. Вишка пішла в пісок повністю.
