流砂

流砂とは、水と砂やシルトが混ざったものです。見た目は固体のように見えますが、圧力を加えると液化する(液体のように振る舞う)というチキソトロピーの性質を持っています。動物や人が立っていると、その中に沈んでしまいます。しかし、人は流砂の中で溺れることはありません。人や動物は、液体の密度が高いため、完全に流砂の中に沈むことはありません。出るのは難しいかもしれません:それが本当の問題です。流砂は、流体の粘度を下げるために足をゆっくり動かしたり、背中に浮くように体を回転させたり(仰臥位)することで脱出できるかもしれません。

地下の水の循環は、細かい砂と粘土などの他の材料がちょうどよく混ざっている地域に集中することができます。水は、砂の列全体で対流のような方法でゆっくりと上昇してから下降し、砂は一般的に固体の塊のままである。これは砂の粒子を潤滑にし、ほとんど摩擦を伴わずに動き回るため、大きな重さを支えることができません。応力にさらされると、砂粒子はより液体のような挙動をします。水は通常、砂の中を通って上に行くことはないので、上の砂は全く動いていないように見え、葉っぱやその他の小さな破片を支えることができます。そのため、周囲の環境から流砂を見分けることは難しい。

デンマークの流砂警報標識Zoom
デンマークの流砂警報標識

砂利採取現場の流砂と注意書き。Zoom
砂利採取現場の流砂と注意書き。

物件情報

流砂は非ニュートン流体であり、乱されていないときは固体のように見えますが、流砂にかかる応力がわずか(1%未満)変化すると液体のようになります(「ゾル」の形)。その粘度の急激な減少があります。体重がかかると、人はゾル(液体化した砂)の中に沈んでしまいます。

誰かが踏み込むと沈み始める。人の周りには砂や土砂の密集した領域が形成され、人を掴んでいる。流砂の粘度が急に上がったように見える。今ではゲルになっている。流砂の中を移動するためには、人や物体が圧縮された砂に十分な圧力をかけて、それを液化するのに十分な水を再導入しなければならない。そのために必要な力は非常に大きく、毎秒センチの速度で流砂から足1本を取り除くには、「中型車を持ち上げるのに必要な力」と同じくらいの力が必要になります。

それは一般的に、流砂の挙動は、水の中の顆粒の飽和または過飽和の懸濁液のみによるものであると信じられていました。地下の水源からの圧力が粒状粒子を分離して懸濁させ、それらの間の摩擦を減少させます。2005年には、塩の存在が重要であることが示されました。塩の存在によってコロイド状の流砂の安定性が変化します。それは、流砂の「捕捉」力の原因となる堆積物の高粘度領域を増加させる。もう一つの発見は、人間が完全に塩水流砂に引き込まれることはできないということでした。

有病率

流砂は、内陸部(川岸、湖畔、沼地)や海岸近くに生息していることがあります。

その流砂のために悪名高い地域の一つは、ヨークシャー州のモレカム湾です。湾は非常に広く浅いので、流砂に捕らわれた人は、急速に押し寄せてくる潮の戻りの危険にさらされることになります。

モレカンブ湾砂州Zoom
モレカンブ湾砂州

質問と回答

Q:流砂とは何ですか?


A:流砂とは、水と砂やシルトの混合物で、チキソトロピーという性質を持っています。

Q:流砂に圧力をかけるとどうなりますか?


A:流砂に圧力をかけると液化し、液体のように振る舞います。

Q: 流砂の中で人は溺れることができますか?


A:流砂は密度が高いので、人や動物が溺れることはありません。

Q: 人はどのようにして流砂から脱出できますか?


A:足をゆっくり動かして流体の粘性を下げ、体を回転させて仰向け(うつぶせ)になることで脱出できます。

Q:流砂と周囲の環境との区別がつきにくいのはなぜですか?


A:流砂は、上の砂が動いているようには見えず、葉っぱや小さなゴミを支えることができるため、周囲の環境と区別することが難しいのです。

Q: 流砂の形成に地下の水の循環はどのように関係しているのでしょうか?


A:地下の水の循環は、細かい砂などが混在している場所で集中します。水が上下に動くことで、砂の粒子が潤滑に動き、大きな重さを支えることができなくなり、ストレスを受けると液体のように振る舞います。

Q:流砂の本当の問題点は何ですか?


A: 流砂の本当の問題は、そこから脱出することの難しさです。

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