陷入流沙後，真的沒救了嗎？

流沙是怎麼形成的

作者：水軍大嘟嘟

流沙是大眾電影和小說最喜歡的橋段之一。據統計，20世紀60年代有3%的電影裡都有流沙或者淤泥活生生吞沒人的橋段，此後的不少影視音樂作品裡偶有流沙出鏡。畫面上，流沙那魔鬼般可怕的吸力和遇難者那蒼白無力的反抗所呈現的強烈對比，確實足夠震撼人心。但是在現實中，這樣生吞活人的流沙到底存不存在？它們又是否如編劇和作家筆下描述的那麼可怕呢？

電影中，巡山隊員劉棟在給追蹤盜獵者的大部隊輸送給養的途中陷入流沙，生生地被流沙奪去生命 | 《可可西里》

《自然》雜誌的一篇論文——《流沙在壓力下的液化》［1］似乎為人們找到了答案。來自荷蘭阿姆斯特丹和法國巴黎的四位科學家試圖在實驗室裡重新“發明”流沙。

他們

研究了從伊朗沙漠裡帶來的流沙樣本並且進行了力學和流變學的研究

。他們發現這些沙子由細沙、粘土以及鹹水組成。流變學實驗發現這些樣本對於壓力極為敏感：在靜止情況下，這些沙子的粘性像粘土一樣隨時間慢慢增長；一旦壓力超過了某個臨界值，這些沙子的結構會在鹹水鹽分的干擾下徹底失去穩定性，於是其粘性發生幾個數量級的劇減而液化，同時沙子和水也會開始分離；分離的沙子和水分別形成區域性沙土富含區和液體富含區，前者內部的粘性非常巨大。

觀察到這些現象，他們進一步推測，如果人和動物經過這種流沙頂部產生一個超過某個臨界值的壓力時，

流沙會頃刻間迅速液化——人或者動物就會像突然踩入水池中一般落入流沙

。如果人或者動物失去冷靜拼命掙扎的話，流沙受到的壓力就會進一步增大從而加速了本來就在進行的水沙的分離——沙土富含區域的出現使流沙區域性粘度劇烈增長，於是，陷入流沙的人和動物就像掉入一種特製的越攪拌越粘稠的漿糊中一樣，越努力陷得越深粘得越牢固。據估計，這個時候抽出一條腿的力氣完全可以提起一輛小汽車，所以直接拖拽深陷流沙中的人們很有可能把人撕碎了也不可能成功營救他們。由此看來，

流沙的確非常可怕，而且在流沙中起舞的確不是什麼好主意

。

流沙的形成：地下水對沙粒的液化作用 | howstuffworks

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水流、幹沙和流沙的位置關係 | /informasi-budidaya。blogspot

。com

為了驗證人和動物陷入流沙以後是否會有“沒頂”之災，這些科學家們又進行了沉沒實驗。他們在流沙表面放置了一枚直徑四毫米的小球。儘管這種小球的密度大於流沙的平均密度，但是它仍然像浮球一樣堅挺的浮在流沙表面。為了模擬人和動物掙扎導致流沙運動的過程，他們給流沙樣品引入了震動，並且發現一旦震動的幅度超過了某個臨界值，小球就會快速的沉入流沙底部。

縱觀整個實驗，他們總結道：

因為人體密度小於流沙平均密度，更遠遠小於鋁球密度，所以人體可以“漂浮”在流沙之上

。即使最壞的情況下，人畜也只會半沒在流沙中，沒有“滅頂之災”。我們似乎可以鬆口氣，以後去野外遊玩再也不怕這些流沙了吧！

這篇文章發表在科學的聖殿——《自然》雜誌上，所以它備受追捧。隨之而來的一系列科普文章和科普電視節目，例如美國發現頻道的流言終結者，都針對流沙進行了所謂的“流言終結”。似乎又一個大團圓結局完美呈現在了觀眾眼前：首先無腦的好萊塢電影臆造出了一種可怕的災難；接著，電影公司利用人們的恐懼心裡賺足了眼球跟荷包；然而，嚴肅的科學家們排除干擾獨立地發現了自然規律；最後，偉大的科學傳播者們發現了科學家們的研究，幫助大眾戳破了又一個聳人聽聞的謠言。

且慢！那在之後的另一篇論文［2］給這個圓滿的故事掀起了新一番的波瀾。

來自瑞士蘇黎世理工和巴西賽阿拉聯邦大學的六位科學家考察了巴西東北部一處國家公園的流沙地，並在實地進行了測量和實驗。他們發現，一旦陷入該地區的流沙，無論人還是動物都會迅速沉入流沙底部。幸運的是，他們進行觀測的流沙只有一米深，尚不會沒頂（小朋友們要注意啦！）。並且在該地區，他們也沒有發現超過一米深的流沙陷阱。但是他們總結說，

一旦形成兩米以上的流沙池，被流沙活活吞噬並非天方夜譚

。

巴西拉克依斯馬拉赫塞斯（Lencois Maranhenses）國家公園的沙丘，雨季時形成的水灣是流沙的多發地，瑞士科學家對流沙的實地研究就在此進行 | 參考資料［2］

他們針對《自然》雜誌文章的沉沒實驗進行了進一步辯駁：

首先

，鹹水並非流沙形成的一個關鍵因素，因為他們考察的地區沙土和淡水的混合物也能形成流沙。

其次

，流沙在本地形成了一種精確的相互平衡的結構；如果對流沙其進行擾動，它的結構就會遭到破壞；所以他們質疑《自然》一文的實驗方法——實驗室重現流沙。

他們解釋道，因為我們對流沙的精確結構知之甚少，甚至於定義都非常模糊，而且流沙本身沒有記憶性，一旦被幹擾，樣本就很難恢復原狀。換句話說，流沙彷彿一種一次性魔法。用過以後，它的魔力就會損失殆盡。所以研究實驗室中挖掘出來的流沙而並非研究在當地自然形成的流沙，很有

可能在研究一種失去魔力的普通沙土，並非真的流沙

。

即便《自然》雜誌一文受到了實地考察結果的挑戰，但是它還不失為流沙研究的一座里程碑。該文對流沙流變學的機理也堪稱深刻。目前的研究結果已經揭示了流沙的可怕面目，為如何從流沙逃生和如何營救流沙遇難者提供了依據——一旦不幸落入流沙，人們首先要保持冷靜，並且緩慢地移動身體，讓身體和流沙表面形成一定角度從而增大接觸面積降低壓強避免沙土進一步液化從而伺機逃生［3］；如果有條件，營救者應該為流沙進行高壓注水，稀釋沙土富含區從而阻止沙土分離以降低流沙的粘度，然後再設法吊起落難者。

結論

： 實地考察流沙的結果顯示，“人體密度小於流沙平均密度，所以人不會被流沙吞沒，甚至可以“漂浮”在流沙之上”的說法並不正確。不過，目前科學界對流沙的精確結構知之甚少，不同的流沙可能也會出現不同的結果。

認識到流沙的威力，在面對的時候保持冷靜，採取正確的應對措施才是最重要的

。

題圖來源：《可可西里》

參考資料：

［1］ Khaldoun A。， Eiser E。， Wegdam G。 H。& Daniel Bonn Rheology： Liquefaction of quicksand under stress。 Nature 437， 635 （29 September 2005）

［2］ Dirk Kadau， Hans J Herrmann， José S Andrade， Ascânio D Araújo， Luiz J C Bezerra， Luis P Maia Living quicksand。 Granular Matter Volume 11， Number 1 （2009）， 67-71。

［3］ 荒野求生——撒哈拉流沙

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）。