每年，数百万美国人会前往海滩度假。但在享受阳光、沙滩和大海时，很少有人能意识到这些美好下潜藏的危险——沙滩上挖洞的游戏，也可能致人死亡。
2024 年 2 月，一个 7 岁的小女孩和她的兄弟在沙地上挖了一个直径约 1.5 米的洞，但塌陷的沙坑迅速活埋了小女孩，最终她不幸身亡。
作为一个研究海滩多年的海岸科学研究员，我被叫来协助调查这个女孩的死亡事故。在沙坑塌陷后，附近的许多人都挺身而出，试图救出女孩。但当地的消防员在几分钟后赶到现场时，已经错过了抢救受害者的时机。
在沙地上挖洞的行为看似无害，但如果沙洞足够深，塌陷时掉落在人身上，会导致极难逃生。事实上，研究表明，死于沙埋窒息的人比死于鲨鱼袭击的人还要多。
沙子其实并不是一种材料，而是一种特定的材料尺寸——直径从 0.06 到 2 毫米不等。而沙子的具体类型取决于其材质。比如，海滩上最常见的沙子是由二氧化硅组成的石英砂，但在热带海岸，更常见的是由碳酸钙组成的珊瑚沙海滩。
与沙子相比，如果材料的尺寸更大，手感通常会更粗糙，并不能用于建造结实的沙堡。而比沙子更细的粉砂和黏土，往往会使水变得浑浊，因此也常被称为泥。
沙子的重量取决于其材质及尺寸。纯石英砂海滩的沙子非常白，干燥时密度约为每立方厘米 2.2 克。
但是绝大部分海滩都混有各种矿物颗粒，因此海沙的颜色多呈棕褐色或褐色。使沙子颜色变深的矿物颗粒往往要重得多——一些海滩上的沙子在干燥后的密度甚至可达每立方厘米 3.2 克。
干燥、松散的沙粒会形成一个倾斜角约为 33 度的沙堆，即所谓的“安息角”（angle of repose）——沙堆保持稳定的最陡角度，它由每个沙粒之间的摩擦力决定。
安息角描述了沙堆的倾斜度。图片来源：Davius/Wikimedia Commons, CC BY-SA
沙子在潮湿时会变得更稳定，因为水和沙粒之间的表面张力会将沙堆垂直固定。但是一旦沙粒变得干燥，失去维持稳定的表面张力，沙堆就会坍塌。
所以如果你在海滩上挖洞，只要能保持沙子湿润，就可以维持沙洞稳定的形状。而一旦沙子干了，洞也会随之坍塌。
当构成沙洞的沙子变干，或者有人站在洞口边缘增加额外的重量时，沙洞就会塌陷，沉重的沙粒会填满洞内所有空隙，排开空气，导致被困者窒息。
当滑雪者因雪崩被困在厚厚的雪层之下，由于雪很轻，他们可以将双手交叉，形成一个气囊用于呼吸，但沙洞坍塌时的情况有所不同。
在沙洞坍塌事故中救人往往非常困难，因为沙子沉重且极其不稳定。当救援人员舀走沙子，并试图解救被困者时，救援人员的重力作却会导致沙洞继续塌陷，并重新填满空隙。因此，在被困者窒息死亡前，救援人员只有大约三到五分钟的救援时间。
消防员等专业人员从坍塌的沙洞救人时，通常会在洞口横放一些木板。这样，他们就可以使用工具移除沙子，而不会将任何重量直接压在洞口边缘。
根据专家的建议，挖沙洞的深度不要超过团队中最矮的人的膝盖高度，最大深度约为 0.6 米。
在援救坍塌沙洞事故中的被困者时，重点是让他们的嘴暴露在空气中，并清除他们胸部以上的沙子。如果被困者的能露出来，其他救援人员就可以在挖除胸部沙子的同时，为他们做人工呼吸。
此外，过多的人挤在沙洞救援现场不仅无法提供帮助，可能还会阻碍救援。在被困者附近的区域只需要两三名救援人员，其他人在更大的区域挖掘沙子，才能让中心区域的人更容易移除沙子。处在外围的人可以使用任何能用的工具，不管是水桶、铲子，还是沙滩椅或浮板，都可以用来清除中心区域外围的沙子。
沙子坍塌后形成的洞。图片来源：Stephen Leatherman
从 1997 年到 2007 年，沙洞坍塌已在美国导致 31 人死亡，其中大部分是儿童，87% 是男性。在此期间，有 21 人在报道的沙洞坍塌事故中幸免于难，但许多人仍然需要进行心肺复苏。
沙洞坍塌事故遇难者的年龄从 3 岁到 21 岁不等。这些洞的直径一般为 0.6 至 4.6 米，深度从 0.6 至 3.7 米不等。挖洞、挖地道、跳进洞里和掉进洞里都可能。
沙洞坍塌可能会突然地发生，而且是在大多数人看起来并不危险的情况下。如果你最近计划去海滩，一定要留意沙洞，并尽快将所有的洞填平。因为即使是很浅的沙洞，也很容易让不小心掉进去的人受伤。
来源丨环球科学（id:huanqiukexue）
作者丨Stephen P. Leatherman
翻译｜刘雨彤
责编丨杨雅萍
审校丨徐来、林林
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