Kumdan kaleniz için doğru kum, su ve hava karışımını nasıl bulabilirsiniz?
Kumun kolayca dağılan tabiatına rağmen, Guinner Rekorlar Kitabı’na göre dünyanın şimdiye dek yapılmış en uzun kumdan kalesi (2021’de Danimarka’da yapılmış) 21,16 metre uzunluğunda.
Peki kumdan kaleler nasıl dağılmadan kalıyor? Bunun için doğru kum, su ve hava karışımı gerekiyor.
Colorado Eyalet Üniversitesinde çalışan jeoteknik mühendisi Joseph Scalia’ya göre kum, çapları 0,007 cm’den 0,475 cm’ye kadar değişen mineral parçacıklarından oluşuyor. Daha ufak parçalar kil veya alüvyon olarak bilinirken, daha büyük parçacıklar ise çakıl şeklinde sınıflandırılıyor.
Kum kalesinin yapısı kumdan oluşsa da, kaleyi bir arada tutan şey su.
Urbana-Champaign Illinois Üniversitesinde çalışan tortulbilimci Jim Best, “Kuru kuma biraz su ilave ederseniz, su kum taneciklerinin yüzeyine yapışır ve taneciklerin temas ettiği ufak su köprüleri oluşturur” diyor.
Bu köprülerin kuvvetini ise suyun yüzey gerilimi belirliyor; aynı özellik, su damlacıklarını boncuklaşarak mümkün olan en kompakt şekilleri almaya zorluyor. Sıvılardaki moleküller, diğer maddelere göre daha birbirine daha sıkı yapışabiliyor ve sıvıların yüzeylerinin, çok kuvvetli olabilen esnek birer zar gibi davranmasını sağlıyor.
Kum taneciklerinin arasında havanın girebileceği kadar boşluk olduğunda, havayla dolu bu gözeneklerin içerisinde su köprüleri oluşup kumu vakumla bir arada tutabiliyor. “Kum tanecikleri aslında yüzey geriliminin etkisiyle birbirine çekiliyor” diyor Best.
Çok az su olursa kum kalesi çöker çünkü tanecikleri bir arada tutacak kadar köprü oluşmaz. Ancak çok fazla suyla birlikte gözenekler (dolayısıyla köprüler) de kaybolur ve kum bulamaç bir yapıya bürünür.
Mükemmel kum kalesinin özel bir tarifi var: Bournemouth Üniversitesinde çalışan tortulbilimci Matthew Bennet ve meslektaşlarının 2004 yılında yürüttüğü deneylere göre her sekiz birimlik kuru kum için bir birim su. Bennett, sahilde doğru miktarda nem içeren kumun genelde kabarma çizgisinin yakınında olduğunu ve bu kabarma çizgisinin genelde dalgaların alçak, kumun ise halen görünür şekilde ıslak olduğu zamanlarda deniz yosunu ve tekne enkazının çizgisinde görülebileceğini söylüyor.
Kumdan kalelerin dayanmasına yardımcı olmanın bir diğer yolu da keskin kenarları olan açılı taneler kullanmak. “Bütün kum taneleri küresel olsaydı nasıl olurdu hayal edin; ufak, kum boyutundaki toplar gibi olurlardı” diyor Best. “Birbirlerine çok yakın dizilemezlerdi ve daha açılı tanecikler kadar istikrarlı olmazlardı.”
Açısal kum taneleri arasındaki bu sıkı uyum, suyun yüzey geriliminin etkisini artırıyor. Ek olarak, daha açısal tanecikler birbirlerine daha fazla kenetleniyor ve sürtünmeden kaynaklanan direnç, kum kalelerinin çökmesini önlemeye yardımcı oluyor.
Bu durum, kum kalesi için en iyi kumun genelde kıyısal kumsallarda bulunmadığı anlamına geliyor. Daha açılı tanecikler, dağlardan gelen nehirlerin kumlarında bulunabilir çünkü bu taneciklerin köşeleri henüz rüzgar ve suyla aşınmamıştır.
Ek olarak, Missouri Bilim ve Teknoloji Üniversitesinde çalışan jeoteknik mühendisi Xiong Zhang şöyle aktarıyor: “Kum kalesi yapan profesyonel kişiler, kuma ufak bir miktar kil ekler ve bu sayede kumdan kaleler uzun bir süre dayanır.”
Kum taneciklerden daha ufak olan kil parçacıklarıyla beraber, daha ufak olanlar daha büyük olanların arasındaki gözeneklere girebilir. Bu durum, inşaatın daha sağlam olmasını sağlayan daha fazla su köprüsüne yol açar.
Islak kumu sıkıştırmak da bu sebepten dolayı kum kulelerinin daha sağlam olmasını sağlar. Sıkıştırma, açısal taneciklerin birbirlerine kenetlenerek bir bütün olarak kumun kuvvetini artırır.
Nihayetinde, kum kuleleri kuruyacaktır fakat deniz suyundaki tuz kalelerin ayakta durmaya devam etmesine yardımcı olabilir. Deniz suyu buharlaştıkça tuz, bu yapıları dengeleyen kristaller oluşturabilir. “Fakat yine de narin olacaklardır, bu kumlar kolaylıkla çatlayabilir” diyor Best.
Yazar: Charles Q. Choi/LiveScience. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
