起初人們認為這兩種沙地的區別,在於構成沙地的沙粒特征不同,普通的沙地是由棱角狀的沙子構成的,而流沙則是由滾圓度良好的圓粒沙組成。棱角狀的沙子會互相嵌合,因此便形成了堅實的地麵;而圓粒沙則不同,它猶如細微的球形滾珠,能互相輾轉滾動,一旦有人畜等重物落於其上,滾動的沙粒便紛紛轉動著讓開,導致重物下沉,其情景就像是我們踩在布滿滾球的地麵上,滾球會很快讓出一個空間一樣。
但是,這一理論卻找不到任何事實根據,當人們在顯微鏡下仔細對比各地的沙粒時,可以發現流沙和其他的沙子一樣,也通常主要由棱角狀的沙粒構成。
另一種理論則認為,流沙的形成是由於沙粒的表麵蒙有一層潤滑劑或潤滑液之類的東西。因為潤滑液的存在,沙粒之間的摩擦力大大減低,重物一旦落在上麵,沙粒會迅速滑開,致使重物下陷。
然而,這種潤滑劑究竟是什麼呢?誰也說不清楚。有人猜想可能是一層水膜,但是卻無法解答為什麼那些水下的沙洲,以及一般濕潤的沙地並不成為吸人的陷阱?
流沙陷阱的成因
有趣的流沙現象引起了地質學教授史密斯博士的注意。他來到一個有流沙分布的地區。這裏的流沙沿著小溪分布,沙上長著斑駁的黃綠色苔藻,看上去和普通的沙地並無任何不同。他拾起一塊石頭,拋了上去。頃刻,石頭被沙吞沒了。
史密斯謹慎地鏟了一桶流沙,帶回去做實驗。他把一些沙粒放在顯微鏡下,發現有些沙粒確實是圓的,但大多數是棱角狀的。他讓桶裏的沙繼續保持潮濕,苔藻照舊生長,但奇怪的是,桶裏的沙再也沒有活性了,放上去的石頭也不再沉沒。這是為什麼呢?
為了證實自己的推想,史密斯和他的助手們設計了幾種不同的實驗,讓水以各種不同的方式從沙內流過。他用一隻大桶盛滿了沙,再在桶邊裝置幾個水管。水可以從上麵注入,由桶底流出;也能從下麵注入,上麵流出。他又找來一個塑料娃娃,在它體內灌入鉛,使它的比重和人體相仿。
這時發現,當沙桶幹燥時,玩偶能在沙上站立或躺臥,僅留下極淺的凹痕;若水從上麵注入,玩偶也不下沉;但當水從下麵注入,向上透過沙層流出時,玩偶會一直沉沒,直到沙淹沒了它的頸部,就和在水中的情形一樣。若讓它再背上一些重物,則會出現如前麵所說的匹凱特一樣的下場。
據此,史密斯認為流沙的形成,與上湧的水流有關。這時水流的上衝力會使沙粒互相膨散開來,沙粒不再互相疊接,而是被水托著,呈半漂浮狀態。因此,一旦有比重大於水的物體落在流沙上,便會像在水中一樣往下沉。沙粒越細,上湧的水流越大,所形成的流沙也越危險;反之,沙粒粗大,水流微弱,則形成的流沙危險性較小,叫慢流沙,萬一遭遇,還可能逃脫。
玻璃石的來源之說
在我國雷州半島的湛江市、海康縣和徐聞縣境內,以及海南島東北海岸的文昌縣至瓊海縣一帶,每當雷雨以後,衝刷過的曠野裏偶爾能拾到一種杏子大小的黑色玻璃質石塊。
世界上別的地方也發現過這種天然玻璃質石塊,形狀多樣,有水滴狀、球狀、棒狀、薄管狀、平板狀,也有啞鈴狀、紐扣狀、餅狀、瓦片狀等。顏色有黃、綠、橄欖褐色直到幾乎不透明的暗褐色和黑色。18世紀時有人認為它們是史前人類製造的玻璃遺跡,後來又有人猜測它們是雷電的產物。1844年,著名的英國生物學家達爾文在澳大利亞旅行時,得到一塊紐扣狀的玻璃質石頭,他確信這是火山噴發形成的一種黑曜岩(酸性的玻璃質火山噴出岩),後世稱之為達爾文石或達爾文玻璃。這種奇怪的石頭表麵往往帶有刻痕或流動條紋,與火山彈類似,也暗示了它們可能是火山噴發的產物。玻璃石主要集中散布在南北緯50°之間的四個地區。而且出現在每個地區的玻璃石的化學組成和外形上都有相似之處,“年齡”也都是一致的。
顯而易見,火山成因說無法解釋玻璃石的分布特點。因為地球上火山的分布與四個散布區並不吻合,火山的噴發時間也不是集中在上述四個特定時期。十九世紀時,已經有人推想它可能是一種隕石物質。
也有人推測它可能是月球近期火山噴發的噴出物,飛濺到地球上而形成的。
當今比較盛行的是衝擊變質說,認為巨大的隕石或彗星核高速隕落時,撞擊地麵,會使地表岩石快速熔化變質並飛濺起來形成玻璃隕石。
揭示火山噴發的規律
在意大利西西裏島以北的利帕裏群島中的斯通博裏火山,每天大約每隔10~15分鍾就噴發一次,從古到今,一直如此,從未間斷過。