Трясовина - хитке, топке болотисте місце, в якому під покровом мохів, трави і торфу є шар води або рідкого мулу. У переносному значенні - середовище, обстановка, що породжує відсталість, застій, деградацію (трясовина пияцтва, трясовина убогості).
Як утворюється трясовина
Трясовина є не у всіх болотах. Вона рідко зустрічається в переважаючих на території Росії верхових болотах, які утворюються при застою поверхневих вод і харчуються в основному атмосферними опадами.
Трясовинні ж болота утворюються, як правило, з озер. Спочатку з'являються латаття, лілії і очерет (очерет), які з часом розростаються і утворюють живий килим на поверхні води. Одночасно з цим розростаються водорості і мохи на дні озера. Через деякий час цей донний покрив відривається і піднімається до поверхні, закриваючи всю озерну гладь. У міру гниття (без доступу кисню) залишків моху, водоростей і т.п. утворюється трясовина, яка представляє собою суспензію органічних залишків у воді.
Чому трясовина засмоктує
Властивості трясовини вельми підступні. Трясовина по-різному реагує на що потрапляють в неї живі і неживі об'єкти: не чіпає мертве, але засмоктує все живе. Ця властивість трясовини заслуговує особливої уваги. Трясовина вважається рідиною, тому потрібно докладніше зупинитися на деяких її фізичні властивості.
Звичайні жідності, такі як вода, бензин, спирт, гліцерин і багато інших, називають ньютоновскими. Поведінка зануреного в них тіла повністю визначається співвідношенням діючих на нього сили тяжіння і сили Архімеда. Якщо помістити на поверхню води тіло, щільність якого менше її щільності, то через деякий час встановиться стан рівноваги: тіло буде занурено до такого рівня, при якому архимедова виштовхуюча сила в точності дорівнює вазі тіла. Це стан рівноваги є стійким - якщо на тіло подіяти зовнішньою силою і втопити його глибше (або навпаки, підняти вгору), то після припинення дії сили воно повернеться в попереднє положення. Рівень занурення, при якому архимедова сила дорівнює, вазі, ми будемо називати рівнем нормального зануренні.
Рівень нормального занурення визначається тільки співвідношенням щільності і не залежить від в'язкості рідини. Якби болотна трясовина була просто ньютонівської рідиною з великою в'язкістю, вона була б не дуже небезпечна. При розумному поведінці на її поверхні можна було б триматися досить довго. Як поводяться втомлені плавці, якщо вони хочуть відпочити прямо у воді? Вони перевертаються на спину, розкидають руки і лежать не рухаючись стільки, скільки хочуть. Оскільки щільність води менше щільності трясовини, то аналогічним чином можна було б довго лежати на поверхні трясовини, і в'язкість цього особливо не заважала б. Можна було б не поспішаючи обміркувати ситуацію, прийняти оптимальне рішення, спробувати обережно гребти руками, намагаючись потрапити до твердого місця (ось тут в'язкість була б перешкодою), нарешті, просто чекати допомоги. Виштовхуюча сила надійно тримала б людину на поверхні болота: якщо в результаті необережного руху людина занурився б нижче рівня нормального занурення, архимедова сила все одно виштовхнула б його назад.
На жаль, трясовина є неньютонівської рідиною. Вона відноситься до класу так званих бінгамовскіх рідин, властивості яких описуються рівнянням Бінгама-Шведова. Відмітна особливість бінгамовскіх рідин полягає в тому, що під впливом невеликого зовнішнього зусилля вони поводяться як тверді тіла, але якщо поріг опору перевищений, то починають проявляти властивості в'язкої рідини. До бінгамовскім рідин відносяться олійні фарби, деякі смоли, лаки, суспензії типу глинистих паст і бурових розчинів, а також деякі типи болотних грунтів.
Якщо тіло, опущене на поверхню бінгамовской рідини, досить легке, і чиниться їм тиск мало, то може виникають в рідині напруги будуть менше порога плинності і рідина буде вести себе як тверде тіло, тобто предмет може стояти на поверхні рідини і не занурюватися. Саме завдяки цій властивості всюдиходи з малим тиском на грунт легко долають непрохідні для людини болота. Та й людина за допомогою спеціальних «болотних лиж» або мокроступи може знизити тиск на грунт і відчувати себе на болоті у відносній безпеці.
Але у цього явища є й інша сторона. Уже сам факт того, що занурення тіла припиняється за наявності нерівності ваги і сили Архімеда, насторожує - все відбувається не так, як зазвичай. Припустимо, вага тіла досить великий, і воно почне занурюватися. Доки буде відбуватися це занурення? Ясно, що не до тих, коли архимедова сила зрівняється з вагою. При зануренні тіла архимедова сила буде частково компенсувати вагу, тиск на грунт буде зменшуватися і настане момент, коли напруги знову стануть менше. При цьому бінгамовская рідина перестане текти і тіло зупиниться раніше, ніж архимедова сила стане дорівнює вазі. Такий стан, коли архимедова сила менше ваги, але далі тіло не занурюється, називається станом недопогруженія.
А тепер - найголовніше. Якщо в рідині можливі стану недопогруженія, то з тих же причин можливі й стану перепогруженія, в яких архимедова сила більше ваги, але тіло не спливає. Пам'ятайте, що відбувалося в ньютонівської рідини? Якщо в результаті яких-небудь дій людина опускався нижче рівня нормального занурення, то архимедова сила ставала більше ваги і повертала його назад. У бінгамовской рідини нічого подібного не відбувається. Занурившись у результаті яких-небудь необережних дії, ви вже не спливе назад, а будете перебувати в перепогруженном стані. Процес утопанія в трясовині виявляється необоротним. Тепер можна надати більш точний зміст слову засмоктування. Воно означає прагнення трясовини перевести живі об'єкти нижче рівня нормального занурення - в перепогруженное стан.
Причини перепогруженія
Живі об'єкти перепогружаются тому, що, потрапивши в трясовину, вони рухаються, тобто змінюють взаємне розташування частин свого тіла. Це веде до перепогруженію з чотирьох причин.
Причина перша. Уявіть, що у вас в руках важкий вантаж і ви починаєте його піднімати. Щоб повідомити йому прискорення вгору, ви повинні подіяти на нього з силою, яка перевершує вага цього тіла. Відповідно до третього закону Ньютона сила, що діє на ваші руки з боку вантажу, теж буде більше його ваги. Тому сила, з якою ваші ноги тиснуть на опору, збільшиться. Якщо ви стоїте в трясовині, то спроба підняти вантаж, який ви тримаєте в руках, призведе до того, що ноги потонуть у трясовині глибше.
А якщо вантажу в руках ні? Принципово це справи не міняє - рука має масу, і тому сама є вантажем. Якщо людина перебуває на рівні нормального занурення, то спроба просто підняти руку призведе до перепогруженію. В даному випадку перепогруженіе буде дуже незначним, але воно буде незворотнім, і багаторазові рухи можуть призвести до перепогруженію на більшу величину.
Причина друга. Трясовина має велику липкість, і щоб відірвати, наприклад, руку від поверхні трясовини, потрібно прикласти силу. При цьому тиск на опору зростає і буде відбуватися перепогруженіе.
Причина третя. Трясовина є в'язкою середовищем і чинить опір рухомим в ній предметів. Якщо ви спробуєте витягнути угрузлий руку, то при її русі ви повинні будете подолати сили в'язкості, і тиск на опору зростає. Знову відбудеться перепогруженіе.
Причина четверта. Всі добре знають, що при висмикуванні ноги з бруду чути характерний хлюпає звук - це атмосферне повітря заповнює залишений ногою слід. Чому такого звуку не чутно при витягуванні ноги з води? Відповідь досить очевидна - вода має малу в'язкість, тече швидко і встигає заповнювати простір під рухомій вгору ногою. Бруд має набагато більшу в'язкість і сили, що перешкоджають переміщенню одних верств щодо інших, для неї більше. Тому бруд тече повільно і не встигає заповнювати простір під ногою. Там утворюється порожнеча - область зниженого тиску, не зайнята грунтом. При витягуванні ноги з бруду ця область повідомляється з атмосферою, в неї вривається повітря і в результаті чути той самий звук, про який ми говорили раніше.
Таким чином, наявність хлюпає звуку говорить про те, що при спробі звільнити загрузли у багнюці ногу доводиться долати не тільки сили, обумовлені липкостью і в'язкістю, але і сили, пов'язані з атмосферним тиском.
При різких рухах людини, що потрапила в трясовину, під переміщаються в трясовині частинами тіла будуть виникати області зниженого тиску, і атмосферний тиск буде з великою силою тиснути на людину вниз, заштовхуючи його в перепогруженное стан.
Спільна дія всіх чотирьох причин призводить до наступного ефекту: зміна форми потрапив у трясовину тіла веде до його перепогруженію.
Тепер багато чого стало ясним. Неживі тіла при попаданні в трясовину не змінюють своєї форми і причини для їх перепогруженія відсутні. Такі тіла трясовина НЕ засмоктує, вони, потрапивши в трясовину, залишаться в стані недопогруженія. А живі істоти, потрапивши в трясовину, починають боротися за своє життя, борсатися, що відразу призводить до їх перепогруженію. Це і є засмоктування.
Що робити якщо потрапив у трясовину
Здавалося б, що якщо людина буде намагатися вести себе, як неживий предмет (абсолютно перестане рухатися), то він зможе триматися на поверхні трясовини як завгодно довго. Така надія не справджується з однієї простої причини: при всьому своєму бажанні людина не рухатися не може. Він повинен дихати. Ця потреба призводить до необхідності змінювати форму тіла (при вдиху грудна клітка розширюється), тому стан повної нерухомості виявляється неможливим.
І людина, що потрапила в трясовину, виявляється у виключно складному становищі. Не рухатися неможливо, а будь-який рух призводить до опускання в перепогруженное стан, з якого назад дороги немає. Якщо врахувати, що через все тих же бінгамовскіх властивостей плавати в трясовині, як правило, не можна, то для порятунку залишається тільки один шлях - дотягнутися до якої-небудь твердої опори: куща, дерева, твердої купини, міцного трав'яного покриву. Ніяких інших способів запобігти засмоктування не існує.
Зрозуміло, можна дати деякі загальні рекомендації, які дозволять сповільнити процес занурення у трясовину.
- Намагайтеся не злякатися і не робіть різких хаотичних рухів.
- Холоднокровно оціните ситуацію і виберіть найближчу точку, яку можна використовувати як опору.
- Пам'ятайте, що всякий рух веде до перепогруженію і тому рухатися треба обережно і цілеспрямовано.
- Намагайтеся менше ворушити ногами.
Спроба дотримуватися цих порад може тільки сповільнити процес занурення, але не може запобігти його. Тому кращий порада, яку можна дати, - уникайте боліт. Якщо ж з якихось причин виникла необхідність перетнути болото, то не ходіть поодинці. Ідіть з напарником. Постинаєте собі жердину - їм зручно перевіряти надійність грунту на своєму шляху, а крім того, він може зіграти роль твердої опори, якщо ви несподівано провалитеся.