任何看过《星球大战》的人可能都会认出激光枪特有的“哔哔”声。它最初是高亢的，然后迅速变低，这是一种非常独特且非常不自然的声音。但你可能会惊讶地发现，如果你把一个水听器放在地球上一个冰封的湖里，你就能听到听起来像是霍斯战役的声音。
这就是唱歌的冰，它的原理 deceptively simple。简单来说，没有介质像水那样传播声音。鲸鱼可以通过水相互歌唱，即使是跨越遥远的距离，以及像“Bloop”这样的现象也能在太平洋的两端相距 2000 英里被听到。
当冰层形成裂缝和断层时（通常是由于温度剧烈变化，所以春季和秋季是听到它的最佳时间），它们会以振动的形式释放能量。这些振动涵盖了从高到低的一系列频率。这与多普勒效应相似，发生的原因是声波在你靠近时会聚集，在你远离时会分散。波越靠近，音调越高——反之亦然。
但在冰中，高频声波传播得更快；因此，一开始是高音调，然后迅速降低音调。高频振动首先到达你的耳朵，低频音调紧随其后。你甚至可以通过在薄冰上滑行并产生裂缝来自己重现这种现象，成为一个一人乐队，挥舞着《星球大战》的激光枪。
事实证明，唱歌的湖泊只是冰山一角。
火山的发现
Vera Schlindwein 是德国阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所的地震学教授。她的博士论文是关于唱歌的火山现象的：当岩浆流过火山时，它会与火山壁摩擦和弯曲，产生振动，这些振动会融合在一起形成一个和谐的声音。当她第一次遇到这种现象时，她最初认为是仪器故障。但当她所有的仪器都发出相同的和声时，Schlindwein 就知道她发现了一些东西。
她解释说，歌曲和声音的区别很简单。声音通常涵盖多个频率。在频谱图上，“它们看起来像一个隆起”。而歌曲则具有独特的、重复的频率。例如，随意地、没有节奏地在吉他上划过手会产生一种模糊的噪音，但弹奏单个琴弦并重复模式则会产生和声。
大约在 2005 年，当她在南极洲的 Neumayer 基地地震台工作时，Schlindwein 的同事给她带来了一些有趣的水声读数。这些读数似乎来自一个冰山，并且与她为博士论文研究的火山歌曲惊人地相似。
Schlindwein 和她的同事们认为同样的机制可以解释这两种现象：流体压力。也许在冰山的情况下，这种压力来自于流经冰缝的水。然而，后来的研究表明，只有当冰山与地面或彼此接触时，它们才会唱歌。现在，Schlindwein 说，看起来更可能是这些歌曲源于冰山接触时产生的微小“地震”。
就像把一张纸牌卡在自行车的辐条上一样，摩擦会产生有节奏的声音，当速度足够快时，就很难分辨出单个的声音——它们会融合在一起形成一个和谐的声音。而且，根据潮汐使冰山移动的速度，声音可能会改变音调，甚至根据 Schlindwein 的说法，如果速度太快，就会变成“像收音机里的静电一样的可怕声音”。
她说，让大自然唱歌的关键是拥有一个重复的源过程。这在火山和冰以外的其他事物中也有体现。
掌握地球的脉搏
不幸的是，从资金的角度来看，揭示这些歌曲的来源并不能告诉我们关于冰山或火山多少实际信息。Schlindwein 说，任何有用的信息通常都可以通过其他方式更容易地获得，从卫星图像到简单的观察。
但 Schlindwein 在她的主要研究过程中一直关注着它们，她发现这种现象比她想象的更为普遍。海底热液喷口也会产生谐波震颤，大自然甚至可以将人类制造的物体变成乐器。
例如，Schlindwein 发现涡旋在附着在海底地震仪上以便回收的绳索周围形成。强大的洋流绕过绳索，就像河流被石头分流一样，在涡旋中绕回来。就像这些涡旋一样稳定，它们产生的振动也同样稳定，从而产生谐波震颤。她说，在强风中，电话线也会产生相同的效果。
现在，Schlindwein 正在参与一项即将进行的跨学科研究，以研究Aurora 喷口场，这是一个缓慢扩张的中洋脊，点缀着海底热液喷口，并永久覆盖着冰。研究人员将在海面以下几英里处放置海底地震仪。对 Schlindwein 来说，为期一年的探险是一个进行更全面研究的机会，并为仍然年轻的环境地震学领域做出贡献。“在那里，人们利用这些偶然产生的运动来获取关于气候变化、关于遥远的风暴如何传播和产生波浪的信息，”她解释道。
这使得这次实验的范围非常令人兴奋。“通过这次实验，”Schlindwein 说，“我可以感受到我的海底热液源，看到喷口和岩浆在移动。我可以看到上面的冰在一年中移动并发生变化，也许会失去它的硬度，”以及它抑制波浪形成的能力。
她说，“在冰层下进行这样的实验更加令人兴奋”。“我可以把我的手指放在地球的脉搏上。”
