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鸣沙丘如何产生沙漠音乐

马可·波罗听到戈壁沙漠的沙子发出诡异的声音时,他怀疑是神秘的精灵在作祟。但科学家们对此现象有另一种解释。

Avery Hurt
作者Avery Hurt
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图片来源:Pavel Svoboda Photography/Shutterstock

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13世纪,当马可·波罗穿越戈壁沙漠时,他认为听到了不安的灵魂的声音。在他的《东方见闻录》第一卷中,波罗写道:

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“……当旅客在夜间赶路,其中一人稍有落后或睡着了,当他想追上队伍时,他会听到灵魂在说话……即使白天,也能听到这些灵魂在说话。有时你还会听到各种乐器的声音,更常见的是鼓声。”

波罗听到的并非超自然现象,但他也没有听错。戈壁沙漠的沙子确实会发出一些奇特而凄美动听的声音。R. A. Bagnold,一位20世纪初领导了多次沙漠探险的英国探险家,曾以诗意的语言描述这一现象为“在某些地方打破沙漠寂静的巨大声响。”

科学家们称之为歌唱、轰鸣,有时也称为呜咽。(值得指出的是,这些“歌唱的沙子”所发出的声音,与你在海边赤脚行走时有时听到的吱呀声截然不同——而且更加令人惊叹。)虽然歌唱的沙子听起来像一支管弦乐队的大提琴声部在热身,但它们也能发出各种音调和模式

在波罗穿越戈壁的伟大旅程之后,关于这些声音的成因,各种理论层出不穷。关于不安的亡灵在击鼓的说法被地下水流动或微风以恰到好处的方式吹过沙子所取代。但直到21世纪,这个谜团才(大致)被解开。然而,那种惊叹之情却丝毫未减。

依然令人惊叹

在撒哈拉、莫哈韦沙漠以及世界其他几个沙漠都能找到音乐沙丘。但并非所有沙丘都会歌唱。这就是 Melany Hunt 和她的团队着手研究是什么让沙丘歌唱的原因。“如果我们能解释它为什么会发生,我们也应该能解释为什么它在其他地方或时间不会发生,”Caltech 的机械工程学教授 Hunt 说道。

然而,捕捉到沙丘的“旋律”是件难事。它并非随时都会发生。“我们有几次出去,风突然刮起,在沙丘侧面引起了一场小小的雪崩,”Hunt 说。“然后你就能听到声音逐渐增强。但在我们出去的所有时间里,这种情况相当少见。”

但如果你是来研究它的,你不能坐等运气。“当 Hunt 的团队想做一些研究时,他们会稍微‘刺激’一下沙丘。“我们会有一群人,从顶上一起滑下来,用手和脚推动沙子,制造一场雪崩,”她解释道。“它开始得很慢,声音逐渐增强。你能用手感觉到震动。这确实非常令人惊叹。”

沙丘结构

当无数沙粒在一场雪崩中滚下沙丘,或者当沙子被人类(如马可·波罗及其同伴,或 Hunt 和她的团队)移动时,沙粒会沿着沙丘表面滑动并相互碰撞。这是否足以产生歌声,取决于几个因素。沙粒的形状必须恰到好处。沙丘必须足够大。沙子必须是干燥的。雨后你不太可能听到沙丘歌唱。

但正是沙丘本身的结构使得歌唱的声音足够响亮,能够“打破沙漠的寂静”。Hunt 解释说,在沙丘的某个深度,有一层非常坚硬的层,这个层会反射和放大声音。声波被困在一个类似巨型共鸣箱的东西里,反射和放大滚动沙粒的声音。

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戈壁沙漠和其他沙漠中的歌唱沙丘并非由灵魂引起,但它们足够美丽,能够鼓舞那些有幸听到它们的人。

  • Avery Hurt

    Avery Hurt

    Avery Hurt 是一位自由科学记者,经常为 Discover Magazine 撰稿,报道神经科学、昆虫和微生物等主题的科学研究。

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