從科學的角度看波士頓糖蜜災難，就知道它為什麼危害這麼大了

糖蜜很多時候是甜蜜的象徵，但有時候也會帶來災難，100年前的波士頓就發生過這樣一場 「甜蜜海嘯」。

1919年1月15日中午時分，波士頓的北端，一個巨大的糖蜜鋼罐突然爆裂開來。超過870萬升（10886公噸）的糖蜜像海嘯一樣傾瀉而出。

糖蜜淹沒了街道，摧毀了建築物，並困住了馬匹，最終導致21人死亡（維基百科數據），150多人受傷。

在災難後的幾十年時間裡，該地區居民聲稱，在炎熱的夏天仍然能聞到了糖蜜的味道。

事件發生後不久，就有新聞報道說可能是因為蜜糖的發酵導致災難，他們認為發酵過程在鋼罐內產生了過大的壓強。

更可笑的是當時的專家普遍認為是無政府主義者引爆了一枚炸彈，把鋼罐給炸毀了，這才導致了災難。

隨後的審判持續了數年，收集了數千名專家證人的意見，產生了2萬頁相互矛盾的證詞。

最終，這些蜜糖的擁有者美國工業酒精公司(U.S. Industrial Alcohol)被判負主要責任，儘管關於實際發生了什麼仍有許多疑點。

百年後的今天仍然在討論這場災難，分析也已經準確地指出了許多因素。

其中包括:有缺陷的鋼材、安全疏忽、波動的空氣溫度和流體力學原理，當這些組合在一起時，結果是毀滅性的。

鋼罐結構有缺陷

最近的調查顯示，盛放糖蜜的鋼罐結構存在幾個基本問題。它的設計是高15米，直徑27米，可容納950萬升的液體。

但是它的罐壁太薄,底部範圍從0.8到1.7厘米，根本無法承受950萬升的糖蜜。

另外鉚釘設計也存在缺陷，鉚釘孔的應力過高，這也是裂紋最初形成的地方。

這個鋼罐總共使用了29次，不過只有4次幾乎是滿的，而第四次注滿兩天後就發生了災難。

當時一艘載有870萬升糖蜜的船從波多黎各駛來，這些糖蜜足夠裝滿3.5個奧運會規模的游泳池。

由於1915年冬天，為了滿足對工業酒精日益增長的需求，鋼罐迅速建成，所以導致了厚度不足和鉚釘的問題。

美國工業酒精公司沒有檢查鋼罐，也沒有先加水測試它是否有缺陷，而是無視所有的警告信號，包括每次注入糖蜜時發出的呻吟聲和明顯的裂縫。

有報道中指出：當一名工人把鋼壁上的鋼鐵碎片作為潛在危險的證據帶到財務主管辦公室時，他得到的回應是，「我不知道你想讓我做什麼，鋼罐還站在那裡」。

最重要的是，當時工程師們並不知道鋼中摻入的錳太少的話，將給它一個很高的轉變溫度，使金屬在冷卻到15攝氏度以下時變得易碎（當時建造的很多船也有這樣的缺陷）。

而災難發生當天的氣溫約為4攝氏度，鋼壁變的更加脆弱，這可能是事故的主要原因之一。

流體動力學，糖蜜流速很快

丹佛航空航天工程師、流體動力學網站FYFD的作者尼科爾?夏普(Nicole Sharp)對有關糖漿流動速度的報道特別感興趣，通過流體動力學計算了糖蜜流速。

他將一大桶玉米糖漿放入一個小小的波士頓紙板中，並用高速攝像機記錄下了所發生的一切。

糖蜜密度約為1.4噸/ 立方米，比水大40％，是一種非牛頓流體（如番茄醬或牙膏），因此它具有更大的潛在能量。

在泄洪中會像重力流一樣運動，很像泥石流、雪崩或熔岩流。根據糖蜜的特性，夏普的計算證實了最初的波動速度可以達到每小時56公里。

坍塌將這種能量轉化為2.5米高的糖蜜波，這個速度的波浪力量足以驅動爆裂罐的鋼板撞擊鄰近的波士頓高架鐵路大西洋大道結構的主梁，並使有軌電車脫軌。

所以當閘門打開時，由於密度大，流體動力學的原理加劇這場災難的後果。

氣溫變化使受傷者被困在液體中

白天溫和的氣候可能有助於糖蜜的擴散，它們向外擴散了大約兩個街區。但到了晚上，隨著氣溫下降，情況變得更加糟糕，因為液體變得越來越粘稠。

任何洪水都是災難性的，但糖蜜的黏性使救援變得更加棘手。醫務人員和警察迅速抵達現場，但不得不穿過腰深的黏性物質到達受害者。

一些受害者已經被倒塌的建築物壓住，然後被困在糖漿里。有些地方的液體有90厘米深。事故發生數小時後，就有人死於窒息。

如果事故發生在7月的高溫，糖蜜能夠從罐中擴散到更遠的地方，救援工作可能會更容易一些。

最後

黏性混亂很快就通過人們的鞋子在城市周圍移動，清理工作超過80,000個工時。咳嗽是最初災難後最常見的疾病之一

儘管有大量的科學證據可以解釋糖漿泛濫的原因，但事故最終還是要歸結為道德問題。

參考資料

Great Molasses Flood.Wikipedia

Emily Sohn.Why the Great Molasses Flood Was So Deadly.History.2019.1.5

Ethan Trex.100 Years Later: Remembering Boston"s Great Molasses Flood of 1919.2019.1.11

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