Verdrinken in drijfzand? Onmogelijk

Alledaagse wetenschap Wekelijks stuit Karel Knip in de alledaagse werkelijkheid op raadsels en onbegrijpelijke verschijnselen. Deze week: drijfzand.

Meisje en paard zitten vast in drijfzand terwijl de vloed nadert.
Meisje en paard zitten vast in drijfzand terwijl de vloed nadert. Foto Newspix/Rex Features/HH

De BBC meldde het op 20 februari. Hoe Ryan Osmun en Jessika McNeill eerder die week waren gaan hiken in het Zion National Park in Utah. Hoe Jessika bij het oversteken van de North Creek kwam vast te zitten in het drijfzand langs de oever, hoe Ryan haar los trok maar toen zelf vast zat en hoe Jessika hem niet los kreeg. De telefoons hadden geen bereik en er passeerden geen andere hikers. Jessika ging wadend en zwemmend door de rivier terug naar de grote weg, raakte onderkoeld maar belde toch 911. Pas na vele uren bereikten redders Ryan. Die stond nog steeds, inmiddels uitgeput, onderkoeld en hallucinerend, met zijn rechterbeen diep in het zand. Lostrekken duurde twee uur. Toen was het donker en sneeuwde het zo hard dat evacuatie per helikopter onmogelijk bleek. Bekijk het bij de BBC. Bekijk het been.

Drie weken eerder waren mensen vastgeraakt en omgekomen in drijfzand dat ontstond toen bij het Braziliaanse Brumadinho een dam brak en een grote hoeveelheid modder wegstroomde.

Op 18 maart 2017 kwam bij Morecambe Bay, aan de westkust van Engeland, een jonge quadrijder al net zo vast te zitten in drijfzand. Reddingswerkers bereikten hem per hovercraft en voerden hem per helikopter af. De quad ging verloren, een geluk bij een ongeluk.

Zuigende modder

Mogelijk was in het laatste geval eerder sprake van zuigende modder dan van drijfzand, maar waarschijnlijk is dat niet: de strandvlakte van Morecambe Bay is berucht. Lord Eduard Cavendish en zijn beide zonen raakten er begin 1886 bij een rit over het zand ook in moeilijkheden. De paarden zonken plotseling weg en toen de Lord van zijn paard sprong zakte hij tot aan de schouders in het drijfzand. Vissers wisten de heren met touwen en stro te redden.

Langs de hafkust van Kaliningrad komt ook veel drijfzand voor. Het beruchtst is de strandvlakte rond het Franse Mont Saint-Michel. Dat ligt al net zo aan de rand van een baai waarop kleine riviertjes uitkomen. Het drijfzand voor de monding van de Couesnon is een attractie geworden. Dagelijks laten gidsen de toeristen er net zo lang op het zand trappelen tot het vervloeit. Aan het eind staat dan de lachende gids tot aan zijn middel in het zand en maken de toeristen foto’s.

Normandische verovering

Het zand is er al eeuwen drijfzand. Het figureert al als zodanig op het tapijt van Bayeux dat rond 1070-1080 in Engeland werd geborduurd en dat de Normandische verovering van Engeland beschrijft. Er is een fragment dat laat zien hoe een paard bij het oversteken van de Couesnon wegzakt en hoe de latere koning Harold Normandische soldaten uit het zand trekt.

Het schijnt dat Victor Hugo dit gebied voor ogen had toen hij in Les Misérables (1862) de ijselijke verdrinkingsdood in het drijfzand (sable mouvant) beschreef. Het heeft het zand een slechte naam bezorgd.

In werkelijkheid ga je niet makkelijk kopje-onder in drijfzand, daarvoor levert diens dichtheid (‘soortelijk gewicht’) van ongeveer 2 kg/dm3 te veel opwaartse kracht. Mensen die het er op aanleggen, en YouTube geeft vele voorbeelden, zakken zelden verder dan hun middel. De Delftse hoogleraar grondmechanica Arnold Verruijt was de eerste die dit rond 1990 liet zien.

Zand in losse stapeling

Verdrinken is het probleem niet. Het enge van drijfzand is dat het er als gewoon zand uitziet en dat het toch zomaar bij betreding binnen seconden kan vervloeien (waarna je bij elke beweging dieper wegzakt) en dat het na een paar minuten weer zo kan compacteren dat je muurvast komt te zitten. In die toestand kun je natuurlijk alsnog verdrinken als het vloed wordt. Andere gevaren zijn: onderkoeling, oververhitting (drijfzand in Arabië) of een aanval van roofdieren.

Inmiddels is wel ongeveer duidelijk welke typen zand in drijfzand kunnen veranderen: zand in losse stapeling, met een hoog gehalte aan zout water en een flinke hoeveelheid kleipartikels. Het is de klei die het grillige gedrag opwekt, het zout heeft weer invloed op de klei. Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam verzamelden monsters drijfzand in Iran en wisten daarmee in het laboratorium de typische drijfzandeffecten op te wekken (A. Khaldoun e.a. in Nature, 2005).

Wij van het AW-lab hebben nog eens geprobeerd aan te tonen dat modder en dikke suspensies van zand een hogere dichtheid hebben dan water. Het hulpmiddel bij uitstek is de ‘areometer’, een soort dobber van glas die meer of minder wegzakt in vloeistoffen van lage of juist hoge dichtheid. De dobbers worden gebruikt voor onderzoek van accuzuur, urine of wijn. In dit geval werd een urineweger gebruikt.

Beide proeven mislukten. Het zand (aquariumzand) bezonk zo snel dat geen meting mogelijk bleek. De modder, bereid uit potgrond, bevatte zoveel drijvende bestanddelen dat de weger er juist dieper in wegzakte. Of toch een succes? Pas na enige tijd drong door dat potgrond vooral uit turf bestaat, turf dat vaak uit onnutte Ierse venen wordt opgeschept. Maar ook in veenmoerassen zijn mensen spoorloos verdwenen! Lees hoe de schurk Stapleton in The Hound of the Baskervilles (Conan Doyle, 1901) aan zijn eind komt. In de dommige films die van het boek zijn gemaakt is het veenmoeras veranderd in drijfzand, en zou dus verdrinken niet mogelijk zijn geweest. Zien we het moeras als een natte pap van plantenresten dan realiseren we ons opeens dat je daarin wél extra makkelijk kopje-onder kunt gaan. Is een veenmoeras gevaarlijker dan drijfzand, dat is nu de vraag.