Песня песка: Поющие барханы
Если ветер, а то и просто рука любопытного туриста касается песка «поющего бархана», он обваливается и издает при этом монотонный звук, длящийся несколько минут и так громко, что услышать его можно с расстояния в несколько километров. По тембру песня эта напоминает звучание органа, нередко ее путают со звуком медленно и низко летящего самолета. Сегодня в мире известно около 30-ти подобных поющих дюн.
Ученые посвятили немало времени изучению этого интересного явления природы, но до сих пор не смогли однозначно объяснить его. Установлено, что частота звука колеблется между 95 и 105 Гц, а громкость может достигать 105 дб, примерно как у работающей автомобильной сирены. Была отвергнута гипотеза о том, что появление звука не связано с резонированием бархана целиком, на манер гигантской гитарной деки. Наиболее правдоподобная версия говорит, что «песню» создают трущиеся крупинки исключительно сухого песка. Однако различные исследователи по-разному (а часто и полностью противоположным образом) объясняли детали этого процесса. Одни полагали, что волны, расходящиеся по поверхности бархана, синхронизируют сталкивание песчаных частиц; другие — что
Кажется, недавняя работа французских физиков во главе с Бруно Андреотти (Bruno Andreotti), дает ясный ответ на вопрос о механизме «пения» дюн. По их модели, источник звука — трение между верхними, движущимися, и нижними, неподвижными слоями песка.
Команда Андреотти проводила полевые исследования в пустыне западной Сахары, в Морокко. Установив необходимую аппаратуру на одном из известных поющих барханов и близ него (для регистрации звука), ученые полсотни раз искусственно вызвали обвалы песка. Оказалось, что трение вызывает волны колебаний, которые достигают внутренних неподвижных слоев песка распространяются по ним во всех направлениях.
Эти вибрации ведут себя, подобно прочим звуковым упругим волнам. Зародившись в одной части бархана, волна достигает противоположного края, отражается от него и на обратном пути интерферирует с исходной волной, усиливая колебания и порождая звуковые колебания с амплитудой порядка размера отдельных песчинок. Так что, похоже, напрасно ученые ранее считали, что дюна не может участвовать в колебании целиком, как поразительный естественный музыкальный инструмент.
Кстати, глубокий сыпучий песок с его неверной поверхностью и малопредсказуемым поведением представляет одно из самых серьезных испытаний для современных средств передвижения, включая гусеничные. Взгляните на революционный проект транспорта, идеального для песчаных пустынь — без колес, без гусениц, но с «лапками»: «Робот ползучий».
По публикации PhysOrg.Com