Sables mouvants - Quicksand
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Les sables mouvants sont un colloïde composé d' un matériau granulaire fin (comme du sable , du limon ou de l' argile ) et de l' eau . Il se forme dans le sable meuble saturé lorsque le sable est soudainement agité. Lorsque l'eau contenue dans le sable ne peut pas s'échapper, elle crée un sol liquéfié qui perd de sa force et ne peut plus supporter de poids. Les sables mouvants peuvent se former dans l'eau stagnante ou dans les eaux ascendantes (comme à partir d'une source artésienne ). Dans le cas d'un écoulement ascendant de l'eau, des forces s'opposent à la force de gravité et suspendent les particules de sol.
Le sédiment saturé peut sembler assez solide jusqu'à ce qu'un changement soudain de pression ou un choc déclenche la liquéfaction. Cela fait que le sable forme une suspension et perd de sa force. L'amortissement de l'eau donne aux sables mouvants et autres sédiments liquéfiés une texture spongieuse et fluide. Les objets dans le sable liquéfié coulent jusqu'au niveau auquel le poids de l'objet est égal au poids du mélange sol/eau déplacé et l'objet immergé flotte en raison de sa flottabilité.
La liquéfaction du sol peut se produire dans un sol partiellement saturé lorsqu'il est secoué par un tremblement de terre ou des forces similaires. Le mouvement combiné à une augmentation de la pression interstitielle (des eaux souterraines) entraîne une perte de cohésion des particules , provoquant l'effondrement des bâtiments ou d'autres objets sur cette surface.
Propriétés
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Le sable mouvant est un fluide non newtonien éclaircissant par cisaillement : lorsqu'il n'est pas perturbé, il apparaît souvent solide (forme " gel "), mais un changement de moins de 1% de la contrainte sur le sable mouvant provoquera une diminution soudaine de sa viscosité ( " sol " former). Après une perturbation initiale - comme une personne essayant de marcher dessus - l'eau et le sable dans les régions séparées et denses de sable mouvant se forment; c'est à cause de la formation de ces régions de fraction volumique élevée que la viscosité des sables mouvants semble diminuer brusquement. Quelqu'un qui marche dessus commencera à couler. Pour se déplacer dans les sables mouvants, une personne ou un objet doit appliquer une pression suffisante sur le sable compacté pour réintroduire suffisamment d'eau pour le liquéfier . Les forces nécessaires pour ce faire sont assez importantes : pour retirer un pied des sables mouvants à une vitesse de 1 cm/s, il faudrait la même force que pour soulever une voiture.
Il est impossible pour un humain de s'enfoncer entièrement dans les sables mouvants, en raison de la densité plus élevée du fluide. Les sables mouvants ont une densité d'environ 2 grammes par centimètre cube, alors que la densité du corps humain n'est que d'environ 1 gramme par centimètre cube. À ce niveau de densité, il est impossible de s'enfoncer au-delà de la hauteur de la taille dans les sables mouvants. Même les objets avec une densité plus élevée que les sables mouvants flotteront dessus s'ils sont immobiles. L'aluminium, par exemple, a une densité d'environ 2,7 grammes par centimètre cube, mais un morceau d'aluminium flottera sur le sable mouvant jusqu'à ce que le mouvement provoque la liquéfaction du sable.
Cependant, un mouvement continu ou de panique peut amener une personne à s'enfoncer davantage dans les sables mouvants. Étant donné que cela entrave de plus en plus les mouvements, cela peut conduire à une situation où d'autres facteurs tels que l'exposition aux intempéries, la déshydratation , l' hypothermie , les marées ou les prédateurs peuvent nuire à une personne piégée.
Les sables mouvants peuvent être évacués par un mouvement lent des jambes afin d'augmenter la viscosité du fluide, et la rotation du corps de manière à flotter en position couchée sur le dos (couché horizontalement avec le visage et le torse vers le haut).
Dans la culture populaire
Quicksand est un trope de fiction d'aventure , en particulier au cinéma, où il est généralement et irréaliste représenté avec un effet d'aspiration qui fait couler les personnes ou les animaux qui y pénètrent jusqu'à ce qu'ils soient complètement submergés et risquent de se noyer. Cela a conduit à la perception populaire que les humains peuvent être complètement immergés et se noyer dans les sables mouvants ; cependant, c'est physiquement impossible. Selon un article de 2010 de Slate , ce gadget a connu son apogée dans les années 1960, lorsque près de 3 % de tous les films montraient des personnages s'enfonçant dans l'argile, la boue ou le sable.