Pohřbeni zaživa: Co se stane, když vás spolkne písečná duna?

V roce 2013 navštívila rodina se šestiletým synem Nathanem národní park Indiana Dunes u jezera Michigan. Nathan vylezl na dunu Mount Baldy, vysokou 38 metrů. A pak zmizel. Doslova. Propadl se do písku a zmizel pod povrchem. Záchranáři ho hledali tři hodiny. Přežil jen díky tomu, že se kolem něj při pádu vytvořil vzduchový kapsy.

Tenhle příběh se zdá jako dokonalá záminko pro motivační metaforu. Neuděláme to tak. Místo toho si probereme, co se fyzikálně děje, když duna zkolabuje, proč jsou duny nebezpečnější, než vypadají, a co byste měli dělat v situaci, která je sice velmi nepravděpodobná – ale nikoliv nemožná.

Duna není hromada písku. Je to systém

Většina lidí si představuje písečnou dunu jako stabilní kopec. Ve skutečnosti je to dynamický geomorfologický útvar v neustálé rovnováze s větrem, gravitací a teplotou okolního vzduchu.

Základní mechanismus je takový: vítr přenáší zrnka písku po návětrné straně duny nahoru procesem zvaným saltace – zrnka doslova přeskakují po povrchu. Na závětrné straně pak padají dolů. Dokud je sklon závětrné strany menší než přibližně 34 stupňů, soustava drží. Jakmile překročí tuto hranici – takzvaný klidový úhel – gravitace zvítězí a písek se sesune. Jak popisuje egeon.cz, závětrná strana duny je příkrá, pískové částice tu spadnou dolů a celý tvar se stěhuje po směru větru.

Co je zrádné: povrch může být na pohled pevný, zatímco uvnitř duny existují dutiny vzniklé rozkladem organického materiálu – kořenů, dřeva. Mount Baldy je specifický tím, že v minulosti byl porostlý stromy. Ty byly pokáceny, kořeny shnily a zanechaly pod povrchem prázdné komory. Nathan se právě do jedné takové propadl.

Hromady písku jsou oblíbeným příkladem v teorii chaotických systémů – po přisypání dalšího zrna může dojít k sesuvu, ale těžko předpovědět, jak bude rozsáhlý. Jinými slovy: duna může být v limitu stability a vy o tom nemáte šanci vědět.

Co dělat, když vás spolkne?

Odpověď je kontraintuitivní. A je důležité ji znát předem, protože v panice bude mozek dělat přesně opak.

První instinkt bude křičet a divoce se pohybovat. Tenhle instinkt je váš nepřítel. Každý otvor na těle – ústa, nos, oči, uši – je v ten moment vstupní branou pro písek. Dýchání zhluboka nebo křik zrychlí průnik písku do plic, což je bolestivé a nebezpečné. Zachovat v takové situaci klid je prakticky nadlidský výkon, ale zachrání vám to život.

Druhý instinkt bude kopat. Taký špatně. Suchý písek teče jako tekutina – okamžitě zaplní prostor, který uvolníte. Energický pokus o vymanění může člověka pohřbít ještě hlouběji. Nathan přežil proto, že záchranáři věděli, kde hledat, a proto, že kolem něj zůstal vzduchový polštář. Kyslík byl mnohem důležitější než pohyb.

Třetí bod je preventivní, ale nejdůležitější ze všech: vždy říct někomu, kam jdete. Nejen obecně „do dun“, ale konkrétně – která duna, která strana, v kolik hodin plánujete být zpět. Bez této informace nemají záchranáři „adresu“.

Proč jsou duny stále oblíbenější turistické cíle?

Duny nejprve vznikají v rozměrech vln do desítek metrů, přičemž jejich další shlukování závisí na atmosférických pochodech. Největší dunová pole na světě dosahují výšky přes 300 metrů a jsou skutečně spektakulárně krásná. Francouzská Dune du Pilat, namibijské Sossusvlei, peruánské Huacachina – to jsou místa, která lákají stovky tisíc turistů ročně. A právě tenhle turismus vytváří problém.

Duny jsou prezentovány jako bezpečné atrakce. Sandboarding, sjíždění na prknech, přetáhnout se přes hřeben a sjet po závětrné straně dolů. Vizuálně přívětivé, marketingově vděčné, fyzikálně nevyzpytatelné. Riziko není v tom, že by se celá duna najednou propadla – to se nestane. Riziko je v lokálních nestabilitách, v dutinách pod povrchem, ve smyku na strmé závětrné straně a v dezorientaci, kterou může způsobit písek nesený větrem. Malé duny v řádu metrů se stěhují docela rychle, mohou měnit svoji polohu a tvar i přes noc. Co bylo ráno bezpečné, nemusí být bezpečné odpoledne.

Věda, která to řeší

Je tu i zajímavý vedlejší příběh celé dunové fyziky: vědci intenzivně studují matematiku písečných útvarů ne kvůli turistické bezpečnosti, ale kvůli pochopení klimatických archivů. Výzkumníci naznačili, že by jejich výpočty dokázaly předvídat chování písečných útvarů a dokonce by mohly sloužit jako okno do minulosti. Struktura písku, velikost zrn, jejich rozmístění – to vše zaznamenává podmínky, za jakých duna vznikla. Duny na Marsu tak pomáhají rekonstruovat tamní klimatickou historii.

Pokud vás to zajímá praktičtěji: pohyblivé duny v některých případech mohou být příčinou zániku lidských sídel, lesů a podobně, kde typickým příkladem je rozšiřování pouští. Australské město Eucla muselo být v 90. letech 19. století přesunuto kvůli postupující duně. Tohle není minulost – podobné procesy probíhají i dnes v Číně, severní Africe nebo na pobřeží Baltského moře.

Takže – co si z toho odnést

Písečná duna je jedním z nejkrásnějších přírodních útvarů a zároveň ukázkovým příkladem toho, jak přírodu naprosto nezajímá naše bezpečnost. Není zlomyslná, jen fyzikálně lhostejná. Klidový úhel 34 stupňů nezajímá, jestli na svahu zrovna stojíte nebo ne.

Přežití v kolabující duně stojí na třech věcech: klid (spotřeba kyslíku), pasivita (nekopat) a viditelnost pro záchranáře (říct, kam jdete). Tohle nejsou heroické instrukce. Jsou to pokyny pro chvíli, kdy heroismus není k ničemu.

Nathan v ní přežil tři hodiny. Záchranáři věděli, kde ho hledat. A duna mu nezáměrně zachránila život tím, že pro něj vytvořila vzduchový polštář. Příroda občas improvizuje ve váš prospěch, ale rozhodně se na to nespoléhejte.

Zdroje: WhatIfShow, ScienceMag, Egeon, ScienceWorld