Wszystkim wydawałoby się zrozumiałe i zwyczajne pytanie - dlaczego bagno wciąga? W rzeczywistości ten proces nie jest tak prosty, jak się wydaje, i być może nauczysz się czegoś nowego dla siebie. Po pierwsze, zassane bagno nazywane jest torfowiskiem. Jest w stanie ciągnąć tylko żywe przedmioty. Torfowisko powstało na bazie jezior porośniętych zielonym dywanem mchów i alg, nie na wszystkich torfowiskach.
Pojawienie się bagna jest ułatwione z 2 powodów:
… zarastanie zbiornika lub podlewanie terenu. Torfowisko charakteryzuje się nadmiernym zawilgoceniem, ciągłym odkładaniem się nie do końca rozłożonej materii organicznej - torfu. Nie wszystkie bagna są zdolne do zasysania obiektów, ale tylko te, w których utworzyło się torfowisko. Na terenie jeziora powstaje torfowisko. Lilie, lilie wodne i trzciny występujące na powierzchni jeziora z czasem wyrastają na gęsty dywan na powierzchni zbiornika. Wraz z tym na dnie jeziora rosną glony. Gdy się formuje, chmura glonów i mchu unosi się z dna na powierzchnię. Z powodu braku tlenu zaczyna się gnicie, powstają odpady organiczne, które rozchodzą się w wodzie i tworzą torfowisko.
Przejdźmy teraz do samego procesu zasysania …
Bagno zasysa żywe obiekty. Wyjaśnia to jego właściwości fizyczne. Torfowisko należy do klasy płynów Binghama, fizycznie opisanych równaniem Binghama-Szwedowa. Gdy lekkie przedmioty uderzają w powierzchnię, zachowują się jak ciała stałe, więc obiekt nie tonie. Kiedy przedmiot jest wystarczająco ciężki, tonie.
Istnieją 2 rodzaje nurkowań: podwodne i podwodne. Zachowanie ciała uwięzionego w cieczy zależy od stosunku skutków grawitacji i siły wyporu Archimedesa. Ciało zapadnie się w grzęzawisko, aż siła Archimedesa zrówna się z jego wagą. Jeśli siła wyporu jest mniejsza od ciężaru, to obiekt będzie zanurzony pod wodą, jeśli jest większa, to obiekt jest przeciążony.
Dlaczego przeciążeniu poddawane są tylko żywe obiekty? Dzieje się tak, ponieważ takie obiekty są w ciągłym ruchu. A co jeśli zamarzniesz? Czy nurkowanie się zatrzyma? Niestety, to tylko spowolni zanurzenie, ponieważ żywe ciało zawsze się porusza, gdy oddycha. Obiekty nieożywione pozostają nieruchome, dlatego nie zanurzają się całkowicie. Nadmierne zanurzenie w bagnie to zasysanie torfowiska. Dlaczego ruchy ciała przyspieszają nurkowanie? Każdy ruch to przyłożenie siły, która zwiększa siłę nacisku na podporę. Wynika to z ciężaru obiektu i siły grawitacji. Ostre ruchy są przyczyną powstawania obszarów o niskim ciśnieniu pod ciałem. Obszary te doprowadzą do wzrostu ciśnienia atmosferycznego na żywy obiekt, co spowoduje jego dalsze zanurzenie.
Film promocyjny:
Dlatego fizyczna definicja słowa „ssanie bagien” wygląda następująco: ciecz Bingham (torfowisko) próbuje przenieść żywy obiekt, który do niego wpadł, do poziomu poniżej normalnego zanurzenia, w którym siła Archimedesa jest mniejsza niż ciało. Proces zasysania jest nieodwracalny. Zatopione ciało, nawet po ustaniu aktywności życiowej, nie wyłoni się.
Oprócz zainteresowań teoretycznych, badanie procesów fizycznych zachodzących na bagnach ma znaczenie praktyczne: na bagnach umiera wiele osób, które mogłyby przeżyć, gdyby lepiej zdawały sobie sprawę z podstępnych właściwości torfowiska. A te właściwości są naprawdę bardzo podstępne. Bagno jest jak drapieżnik. Inaczej reaguje na żywe i nieożywione przedmioty wpadające do niego: nie dotyka zmarłych, ale zasysa wszystkie żywe istoty. Ta właściwość torfowiska zasługuje na szczególną uwagę i zainteresuje nas w pierwszej kolejności. Najpierw opiszmy to bardziej szczegółowo.
W pierwszym przybliżeniu torfowisko można uznać za ciecz. Dlatego na uwięzione w nim ciała muszą oddziaływać archimedesowa siła wyporu. To prawda, a obiekty nawet o dużej gęstości, przekraczającej gęstość ludzkiego ciała, nie toną w grzęzawisku. Ale gdy tylko osoba lub inna żywa istota dostanie się do niego, zostaną „wessane”, to znaczy całkowicie zanurzą się w grzęzawisku, chociaż ich gęstość jest mniejsza niż gęstość obiektów nie tonących w grzęzawisku.
Dlaczego bagno zachowuje się w tak nieoczekiwany sposób? Jak odróżnia obiekty żywe od nieożywionych?
Aby odpowiedzieć na te pytania, będziemy musieli bardziej szczegółowo przyjrzeć się badaniu właściwości fizycznych torfowiska.
O ciałach pływających w płynach newtonowskich
Zastanów się, jak ciało unosi się w płynach newtonowskich, na przykład w wodzie. Przynieśmy na powierzchnię wody ciało, którego gęstość jest mniejsza niż gęstość, i pozwólmy mu odejść. Po pewnym czasie ustali się stan równowagi: ciało zostanie zanurzone do poziomu, przy którym siła wyporu Archimedesa jest dokładnie równa masie ciała. Ten stan równowagi jest stabilny - jeśli na ciało oddziałuje siła zewnętrzna i głębiej utonie (lub odwrotnie, podniesie się), to po ustaniu działania siły wróci do poprzedniego położenia. Poziom zanurzenia, przy którym siła Archimedesa jest równa wadze, będzie nazywany poziomem normalnego zanurzenia.
Należy pamiętać, że normalny poziom zanurzenia jest określany tylko przez stosunek gęstości i jest niezależny od lepkości płynu. Gdyby torfowisko było po prostu płynem newtonowskim o dużej lepkości, nie byłoby to bardzo niebezpieczne. Przy rozsądnym zachowaniu możliwe byłoby przebywanie na jego powierzchni dość długo. Pamiętasz, jak zachowują się zmęczeni pływacy, którzy chcą się zrelaksować w wodzie? Przewracają się na plecy, rozkładają ręce i leżą bez ruchu tak długo, jak chcą. Ponieważ gęstość wody jest mniejsza niż gęstość torfowiska, to w podobny sposób można by było leżeć na powierzchni torfowiska przez długi czas, a lepkość specjalnie nie przeszkadzałaby temu. Można poświęcić trochę czasu na przemyślenie sytuacji, podjęcie najlepszej decyzji, starać się ostrożnie wiosłować rękami, próbując dostać się w twarde miejsce (tutaj lepkość byłaby przeszkodą),wreszcie poczekaj na pomoc. Siła wyporu niezawodnie utrzymywałaby osobę na powierzchni bagna: jeśli w wyniku nieostrożnego ruchu osoba zanurzyłaby się poniżej poziomu normalnego zanurzenia, siła Archimedesa nadal by go odepchnęła.
Niestety rzeczywistość jest znacznie gorsza. Osoba, która wpadła w grzęzawisko, nie ma czasu ani myśleć, ani też czekać. Bagno jest nienewtonowskim płynem, a jego właściwości Binghama drastycznie zmieniają sytuację.
O unoszeniu się ciał w płynach Binghama
Wyciągnijmy ciało na powierzchnię płynu Binghama i opuśćmy go. Jeśli korpus jest wystarczająco lekki, a wywierane przez niego ciśnienie jest małe, może się zdarzyć, że naprężenia powstające w płynie będą mniejsze niż próg plastyczności i płyn będzie zachowywał się jak ciało stałe. Oznacza to, że przedmiot może stać na powierzchni cieczy i nie zanurzać się.
Z jednej strony wydaje się to być dobre. To dzięki tej właściwości pojazdy terenowe o niskim nacisku na podłoże mogą z łatwością pokonywać nieprzejezdne dla ludzi bagna. Tak, a człowiek przy pomocy specjalnych „bagiennych nart” lub mokrych butów może zmniejszyć nacisk na glebę i czuć się na bagnach stosunkowo bezpiecznie. Ale to zjawisko ma inną stronę. Już sam fakt, że zanurzenie ciała ustaje w obecności nierówności ciężaru i siły Archimedesa, jest niepokojący - nie wszystko dzieje się tak jak zwykle. Wyobraźmy sobie, że ciężar naszego ciała jest wystarczająco duży i zaczyna ono opadać. Jak długo potrwa to nurkowanie? Oczywiste jest, że to nie zależy od tych, kiedy siła Archimedesa jest równa ciężarowi. Kiedy ciało jest zanurzone, siła Archimedesa częściowo skompensuje ciężar, nacisk na glebę zmniejszy się i nadejdzie ten moment,kiedy stres staje się mniejszy niż ponownie. W takim przypadku płyn Binghama przestanie płynąć, a ciało zatrzyma się, zanim siła Archimedesa zrówna się z ciężarem. Taki stan, w którym siła Archimedesa jest mniejsza od ciężaru, ale ciało nie zanurza się dalej, nazywany jest stanem podwodnym (patrz rys. A).
A. jest teraz najważniejsza. Jeśli w cieczy możliwe są stany zanurzenia, to z tych samych powodów możliwe są warunki zanurzenia, w których siła Archimedesa jest większa niż ciężar, ale ciało nie unosi się (rys. C). Pamiętasz, co się stało w płynie nienewtonowskim? Jeśli w wyniku jakichkolwiek działań osoba spadła poniżej poziomu normalnego zanurzenia, wówczas siła Archimedesa stała się większa niż ciężar i zwróciła ją z powrotem. W płynie Binghama nie występuje nic podobnego (dla wystarczająco dużego τ0). Po zanurzeniu w wyniku nieostrożnego działania nie będziesz już unosić się z powrotem, ale będziesz w stanie przeciążenia. Proces „tonięcia” w bagnie okazuje się nieodwracalny. Teraz możesz nadać bardziej precyzyjne znaczenie słowu „ssanie”. Oznacza to chęć grzęzawiska do utopienia żywych obiektów poniżej poziomu normalnego zanurzenia - w stan przepełnienia.
Zostało nam bardzo mało - aby dowiedzieć się, dlaczego bagno zasysa, to znaczy wciąga w stan przeciążenia tylko żywe obiekty.
Powody nadmiernego nurkowania
Żywe obiekty są przeciążone, ponieważ będąc w grzęzawisku, poruszają się, to znaczy zmieniają względne położenie części ciała. Prowadzi to do przeciążenia z czterech powodów.
Pierwszy powód. Wyobraź sobie, że masz w rękach duży ładunek i zacznij go podnosić. Aby nadać mu przyspieszenie do góry, musisz działać na niego z siłą większą niż ciężar tego ciała. Zgodnie z trzecim prawem Newtona siła działająca na dłonie od strony ładunku będzie również większa niż jego ciężar. Dlatego siła, z jaką nogi naciskają na podporę, wzrośnie. Jeśli stoisz w grzęzawisku, próba podniesienia ciężaru, który trzymasz w dłoniach, spowoduje, że twoje stopy zapadną się głębiej w grzęzawisko.
A jeśli w twoich rękach nie ma ładunku? Nie zmienia to fundamentalnego aspektu materii - ręka ma masę, a zatem sama jest obciążeniem. Jeśli jesteś na normalnym poziomie zanurzenia, próba prostego podniesienia ręki doprowadzi do nadmiernego nurkowania. W takim przypadku przeciążenie będzie bardzo nieistotne, ale będzie nieodwracalne, a powtarzające się ruchy mogą prowadzić do nadmiernego nurkowania o dużej ilości.
Drugi powód. Torfowisko jest bardzo lepkie i aby oderwać np. Rękę od powierzchni bagna, należy użyć siły. W takim przypadku nacisk na wspornik wzrasta i nastąpi przeciążenie.
Trzeci powód. Torfowisko jest lepkim ośrodkiem i jest odporne na poruszające się w nim obiekty. Jeśli spróbujesz wyciągnąć zablokowaną rękę, to gdy się porusza, będziesz musiał pokonać siły lepkości, a nacisk na podporę wzrośnie. Ponownie nastąpi przeciążenie.
Czwarty powód. Każdy doskonale wie, że podczas wyciągania stopy z błota słychać charakterystyczny odgłos mlaskania - to atmosferyczne powietrze wypełnia ślad pozostawiony przez stopę. Jak myślisz, dlaczego tego dźwięku nie słychać, kiedy wyciągasz nogę z wody? Odpowiedź jest dość oczywista - woda ma niską lepkość, płynie szybko i ma czas na wypełnienie przestrzeni pod podnoszącą się nogą. Brud ma znacznie wyższą lepkość i siły, które uniemożliwiają ruch jednych warstw względem innych, bardziej dla niego. Dlatego błoto płynie wolno i nie ma czasu na wypełnienie przestrzeni pod stopą. Powstaje tam „pustka” - obszar niskiego ciśnienia, niezajęty przez glebę. Kiedy wyciągasz nogę z błota, ten obszar komunikuje się z atmosferą, powietrze w niego wtryskuje, w efekcie słyszysz ten sam dźwięk, o którym mówiliśmy wcześniej.
Tak więc obecność odgłosu chlupania wskazuje, że próbując uwolnić nogę utkniętą w błocie, trzeba pokonać nie tylko siły wynikające z lepkości i lepkości, ale także siły związane z ciśnieniem atmosferycznym.
Przy nagłych ruchach osoby złapanej w grzęzawisko, obszary o obniżonym ciśnieniu pojawią się pod częściami ciała poruszającymi się w grzęzawisku, a ciśnienie atmosferyczne będzie naciskać z dużą siłą na osobę, wpychając ją w stan przeciążenia.
Połączone działanie wszystkich czterech przyczyn prowadzi do następującego efektu: zmiana kształtu ciała uwięzionego w torfowisku prowadzi do jego przeciążenia.
Wiele się teraz stało. Gdy ciała nieożywione wpadają do bagna, nie zmieniają swojego kształtu i nie ma powodów do ich przeciążenia. Takie ciała nie są zasysane przez grzęzawisko; gdy znajdą się w grzęzawisku, pozostaną w stanie zanurzenia. A żywe istoty, wpadając w grzęzawisko, zaczynają walczyć o swoje życie, flądrują, co natychmiast prowadzi do ich przeciążenia. To jest „ssanie”. Otrzymano odpowiedź na postawione na wstępie pytanie. Jednak to nie wystarczy. Jak więc zostać uratowanym, jak wykorzystać wyniki tych rozważań do opracowania praktycznych zaleceń dla tych, którzy wpadli w grzęzawisko.
Niestety, zrobiono o wiele mniej w tym kierunku, niż byśmy chcieli. Jeśli nie weźmie się pod uwagę fantastycznych i na wpół fatastycznych projektów („natychmiast nadmuchiwany balon, który wyciąga człowieka z bagna”, „substancja powodująca twardnienie bagna”), to sytuacja wygląda ponuro.
Jak wydostać się z bagna?
Główną zasadą, o której każdy powinien wiedzieć, jest unikanie gwałtownych ruchów na bagnach. Jeśli zostanie powoli wciągnięty do bagna, jest szansa na ucieczkę. Po pierwsze, gdy znajdziesz się w bagnistym obszarze, musisz zdobyć kij, pożądane jest, aby był szeroki i mocny, to znaczy prawdziwy blok. Ten kij może być twoim zbawieniem, więc musisz go ostrożnie wybrać i nie brać pierwszej gałązki, która pojawi się pod ręką. Jeśli wpadniesz do bagna, zsuwając się z nierówności, najprawdopodobniej zostaniesz szybko wciągnięty, ponieważ przez bezwładność będziesz kontynuował swój ruch, pomagając w ten sposób torfowisku, więc lepiej spaść na brzuch lub plecy, więc zostaniesz zassany znacznie wolniej.
Jeśli nie schodzisz zbyt szybko pod wodę i masz kij, to ostrożnie umieść go przed sobą, no cóż, jeśli najbliższa twierdza ma nie więcej niż pół metra to koniec kija spadnie na ziemię i będzie ci łatwiej się wydostać. Ale nawet jeśli kij jest całkowicie w bagnach, musisz się go chwycić i spróbować przenieść swój środek ciężkości na ten kij, aby uzyskać coś w rodzaju mostu i możesz wyjść na ląd lub czekać na pomoc, nie ryzykując w końcu wpadnięcia w błoto.
Jeśli nie masz absolutnie nic pod ręką, aby cię wykorzystać, spróbuj działać poziomo. Zrób to tak ostrożnie, jak to możliwe, ostrożnie przesuwając środek ciężkości ze stóp do ciała, jeśli to zrobisz, wtedy masa ciała znacznie się zmniejszy i nie będziesz już wciągany w bagno. W tej pozycji możesz czekać na pomoc. Ale będąc na bagnach, w żadnym wypadku nie powinieneś wykonywać gwałtownych ruchów, machać rękami i próbować ciągnąć nogi, to wciągnie cię jeszcze bardziej w otchłań.
Osoby w takiej pozycji nie powinny nawet głośno krzyczeć, wzywać pomocy, a tym bardziej wymachiwać wolnymi kończynami. Jeśli górna część twojego ciała jest nadal wolna, musisz zdjąć kurtkę lub płaszcz przeciwdeszczowy i rzucić go na powierzchnię bagna, możesz też się po nim wydostać, nie pozwoli, aby bagno cię wciągnęło.
Jeśli bardzo szybko wessie do bagna, wtedy tylko obcy może pomóc, musi rzucić linę lub kij, po którym osoba, która wpadła do bagna, mogłaby wyjść na twardą powierzchnię. Czasami, aby wyciągnąć jedną osobę z bagna, na lądzie potrzebne są co najmniej trzy osoby, ponieważ siła ssąca na bagnie jest bardzo duża. Należy również pamiętać, że jeśli osoba zostanie wyciągnięta z bagna, to w żadnym wypadku nie należy jej wypuścić w celu zrobienia przerwy, lekko wypuszczona osoba natychmiast wejdzie do bagna, otrzymując dodatkową energię z ziemi po zepchnięciu. Akcja ratunkowa musi być aktywna i niezwłoczna. Wtedy sukces będzie zapewniony.
Co jeszcze mogą nam powiedzieć bagna?
Istnieje takie zjawisko jak garbowanie torfowe - rodzaj stanu zwłok, który występuje, gdy zwłoki wchodzą na torfowiska i gleby zawierające kwasy humusowe. Torf „garbowanie” można też nazwać jednym z rodzajów naturalnego zachowania martwego ciała. Zwłoki w stanie "opalania" torfowym mają gęstą, ciemnobrązową skórę, jakby była opalona. Narządy wewnętrzne zmniejszają swoją objętość. Pod działaniem kwasów humusowych sole mineralne w kościach rozpuszczają się i są całkowicie wypłukiwane ze zwłok. Kości w tym stanie konsystencją przypominają chrząstkę. Zwłoki na torfowiskach są dobrze zachowane w nieskończoność, a badając je, lekarze medycyny sądowej mogą określić szkody doznane za życia. Chociaż takie przypadki są dość rzadkie, czasami znaleziska na torfowiskach mogą stanowić dla badaczy różne niespodzianki.
Na naszej planecie są przerażające bagna, które słyną z przerażających, ale historycznie bezcennych znalezisk. Mówimy o „bagnach ludzkich narządów” w Niemczech, Danii, Irlandii, Wielkiej Brytanii i Holandii.
Prawdopodobnie najsłynniejszą z mumii torfowiskowych jest Człowiek Tollunda, na którego dwóch zbieraczy torfu natknęło się w maju 1950 roku w pobliżu wioski Tollund w Danii.
Kroili torf na brykiety, gdy nagle zobaczyli twarz patrzącą wprost na nich i myśląc, że to ofiara niedawnego morderstwa, natychmiast skontaktowali się z lokalną policją.
Niedługo później datowanie radiowęglowe włosów mężczyzny Tollunda wykazało, że zmarł on około 350 rpne. mi.
Inny starożytny Duńczyk z doskonale zachowanymi włosami został znaleziony w 1952 roku na bagnach w pobliżu miasta Groboll. Sądząc po poderżniętym gardle, biedak został zabity i wrzucony do bagna.
Otóż odcięta czaszka tak zwanego człowieka z Osterby, znaleziona na bagnach w rejonie niemieckiej wioski o tej samej nazwie, daje wyobrażenie o tym, jakie fryzury nosili starsi mężczyźni w starożytnych niemieckich plemionach, które żyły w RFN w pierwszym tysiącleciu pne. Ta fryzura nazywa się „węzłem szwabskim”. Włosy zmarłego były pierwotnie siwe, a na skutek utleniania się w ponurej torfowej otchłani stały się czerwone.
Kwaśna woda, niska temperatura, brak tlenu to warunki niezbędne do konserwacji. Narządy wewnętrzne, włosy, skóra są tak doskonale zachowane, że można na ich podstawie dowiedzieć się dokładnie, jaką fryzurę nosił człowiek, co jadł przed śmiercią, a nawet co nosił 2000-2500 lat temu.
W tej chwili znanych jest około 2000 osób z bagna. Spośród nich najsłynniejsze to Człowiek Tollund, Kobieta Elling, Dziewczyna Ida, Ciało Bagien z Windeby i Człowiek z Lindow.
Większość bagien, według analizy radiowęglowej, ma 2000-2500 lat, ale są też znacznie starsze znaleziska.
Tak więc kobieta z Kölbjerg zmarła około 10 000 lat temu w epoce kultury archeologicznej Maglemose.
Na niektórych ciałach zachowały się ubrania lub ich fragmenty, co pozwoliło uzupełnić dane o stroju historycznym z tamtych lat. Najlepiej zachowane przedmioty to: męska spiczasta skórzana czapka z Tollund; wełniana sukienka znaleziona w pobliżu miejsca pochówku kobiety z Huldremos; wełniane owijki z odciętych nóg z bagien w Danii.
Ponadto dzięki znaleziskom, na których głowach zachowały się włosy, można było odtworzyć fryzury starożytnych. Na przykład mężczyzna z Klonikawan ułożył sobie włosy mieszanką żywicy i oleju roślinnego, a włosy na czaszce mężczyzny z Osterby ułożono na prawej skroni i związano tzw. „Węzłem szwabskim”, co potwierdziło opisaną przez Tacyta fryzurę Suevi.
Zwłoki bagienne z Windeby (niem. Moorleiche von Windeby) to nazwa dobrze zachowanego ciała nastolatka znalezionego na torfowisku w północnych Niemczech.
Ciało zostało odnalezione w 1952 r. Przez pracowników zatrudnionych w kopalniach torfu w pobliżu wsi Windeby w Szlezwiku-Holsztynie. O znalezisku powiadomiono naukowców, którzy usunęli zwłoki z bagna i rozpoczęli badania.
Za pomocą analizy zarodników i pyłków stwierdzono, że nastolatek zmarł w epoce żelaza w wieku 14 lat. W 2002 r., Używając analizy radiowęglowej, dokładniej określono datę jego śmierci - między 41 a 118 rne. mi. Zdjęcia rentgenowskie wykazały obecność ubytków w kościach goleni (linie Harrisa), co świadczy o wyczerpaniu iw konsekwencji zaburzeniach wzrostu. W związku z tym śmierć mogła pochodzić z głodu.