De mythes van drijfzand ontrafeld
Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam en de Stichting FOM hebben onderzoek gedaan naar de samenstelling en eigenschappen van drijfzand. Uit hun resultaten blijkt dat je in drijfzand inderdaad blijft drijven. Zij publiceren hun bevindingen op 29 september aanstaande in het toonaangevende tijdschrift Nature.
De mythes van drijfzand
Drijfzand is omgeven door mythes. De eerste mythe vertelt dat als je in drijfzand terecht komt, dat je dan niet moet bewegen. De tweede is dat als je in drijfzand terecht komt dat je er niet meer uitkomt. En de derde mythe zegt dat je erin kunt verdrinken.
Onderzoekers van het Van der Waals-Zeeman Instituut voor experimentele fysica (WZI) en het Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences (HIMS), beide instituten van de Universiteit van Amsterdam, en de Stichting FOM hebben voor onderzoek een sample drijfzand uit Iran meegenomen. Ze hebben de samenstelling van dit drijfzand vastgesteld en onderzochten waar de mythes vandaan komen.
Drijfzand is een mengsel is van zand, zout water en klei. De hoeveelheid zand is klein, 40 volumeprocent. Dit maakt de structuur van het drijfzand zeer delicaat; de structuur wordt in stand gehouden door de klei. De klei verhoogt de viscositeit van het water, waardoor de zandstructuur niet in elkaar valt.
Bewegen in drijfzand
Bewegen in drijfzand is inderdaad niet zo'n goed idee. Als je beweegt in drijfzand dan wordt de klei vloeibaar en gaat de viscositeit met een factor één miljoen omlaag. Doordat de klei vloeibaar wordt, is het niet meer in staat om de zandstructuur bijeen te houden. De structuur stort in elkaar en je zinkt.
Vastzitten in drijfzand
Nadat de klei vloeibaar is geworden, zakt het zand naar de bodem en blijft het water erboven drijven. De dichtheid van deze zandlaag is zo hoog dat je voet helemaal vast komt te zitten. Door je voet iets op te tillen en water aan de zandlaag toe te voegen zou je het zand weer vloeibaar kunnen maken en los kunnen komen. Maar het probleem is dat het een kracht, vergelijkbaar met de kracht die nodig is om een auto op te tillen, vereist om je voet los te trekken. Ook de tweede mythe is dus waar.
Verdrinken in drijfzand
De derde mythe biedt hoop voor die personen die vast zijn komen te zitten. De natuurkundigen hebben experimenteel aangetoond dat het voor mensen en dieren niet mogelijk is om te zinken. Het soortelijke gewicht van mensen en dieren is hetzelfde als dat van water. De opwaartse kracht van het drijfzand zorgt er voor dat je blijft drijven. Hoe komt deze mythe dan in de wereld? De onderzoekers vermoeden dat dit te maken heeft met de plaats waar vaak drijfzand gevonden wordt, namelijk bij riviermondingen bij de zee. Als je daar eenmaal vast bent komen te zitten en het wordt hoog water, dan kun je alsnog verdrinken.
Auteurs van het artikel 'Liquefaction of quicksand under stress' zijn: Asmae Khaldoun (FOM/WZI), dr. Erika Eiser (HIMS), prof.dr. Gerard Wegdam (WZI) en prof.dr. Daniel Bonn (WZI).
Noot voor de redactie:
Meer informatie is te verkrijgen bij Daniel Bonn, telefoon +33 1 44 32 38 02 / +33 6 33 18 04 32 / (020) 525 56 63.