Поющие пески барханов и дюн

К песчаным пустошам человек относится с опаской, и среди сыпучих наносов чувствует себя неуютно. Ходить по песку трудно; растительность здесь скудная; кости погибших животных отполированы наждаком злых ветров, белы и бросаются в глаза.


Оказавшись в песках, путник поневоле начинает озираться и прислушиваться – потому что пески не молчат. Шуршание шагов по иссушенным дюнам сменяется поскрипыванием влажных участков. Высохшая песочная корка ломается с глухим треском, а лавины осыпей когда вкрадчиво шуршат, а когда и угрожающе воют…

Инфернальная песнь песка

Путешественники, побывав в местах таинственного пения песков, отмечают: звуки, производимые песчаным грунтом под действием ветра либо шагов, всегда зловещи. Даже когда в голосах гор песка слышна музыкальность, созвучия воспринимаются как угрожающие.



Неслучайно же все народы мира «пение» песка зовут воем, скрежетом и грохотом, а природу возникновения этих звуков считают колдовской! Особо поражает сила голоса воющих песков: отзвуки песочных «песен» порой разносятся на многие километры.

Впрочем, ученые не находят в звуках естественного происхождения ничего угрожающего, а возникновение страха у слушателя поющих песков объясняют развитым инстинктом самосохранения у приматов. Песчанистая пустыня не относится к комфортной среде обитания человека; никто не хочет угодить и в зыбучие пески – большей частью мифические, но от того не менее пугающие.

Как поет песок?

Специалистами разных стран проведены тысячи экспериментов с поющими песками. Однако настойчивость исследователей не особенно приблизила человечество к пониманию звуковых феноменов природы…

Французские ученые прошлого века предприняли попытки наблюдения марокканской дюны, известной «выпеванием» ноты соль диез под действием ветра. Выяснилось, что голосистые песчинки из Марокко весьма однородны по составу и размеру. При множественном соударении камешки размером 0,16 мм производят звук частотой 105 Гц, соответствующий ноте соль диез большой октавы.

Воодушевившись идеей о размере песчинок как о главной причине музыкальности производимого ими шума, французы направились в Оман. Одинокий песчаный холм на юго-востоке Омана давно прославился умением издавать звуки подобно неслаженному хору. Музыканты отмечают в голосе оманского песка целых девять нот, звучащих одновременно!


Исследования показали, что оманский песок составлен минеральными фрагментами размером от 0,15 до 0,30 мм, и каждому размеру песчинок свойственен свой «голос». Отсеяв песчинки размером 0,2 – 0,25 мм, французские ученые смогли изменить тон звучания оманского песка.



Таким образом, стало ясно: тональность звучания песка действительно определяется размером песчинок. Однако почему одни пески поют, а другие молчат, и как появляется громкий звук вместо тихого шуршания – осталось неясным…

Когда песок скрипит как снег

В Приднепровье, на Рижском взморье, на песчаных берегах Ирландии и много где еще наблюдается интересный феномен. Мокрый песок скрипит под ногами человека как снег или даже звонче. Теряя влагу на ветру, песок поет все пронзительней и тоньше, пока его голос не становится похожим на свист.

Более того! Тонкий и слабый свист слышен на участках песка, просыхающего после увлажнения и не тронутого никаким механическим воздействием. Считается, что появление звука такого рода присуще пескам со слабо окатанными песчинками. Скрип при ходьбе – результат трения острых ребер по граням сколов.



Высокочастотный (слышимый как свист) звук высыхающего песка – той же природы, но меньшей интенсивности. Теряя влагу, песок осыпается, трение порождает звук.

Вопрос в том, почему скрипучие пески молчат на ветру? Есть мнение, что причина ветрового молчания заключается в аэродинамических свойствах угловатых песчинок.

Однако точного ответа пока нет.

Быть может, все дело в электричестве?

Ленинградский физик Всеволод Арабаджи в середине прошлого века предпринял попытку исследования особенностей звучания Поющего бархана, расположенного неподалеку от Алма-Аты. В процессе изысканий проверялись гипотезы о влиянии влаги на интенсивность звучания песков, и об электрической природе появления звуков.

Выяснилось, что песок Поющего бархана производит звук лишь в условиях низкой влажности. Возникновение разрядов статического электричества в движущихся песчинках существенного влияния на силу и диапазон звучания бархана не оказывает. И уж совсем не электростатическими явлениями объясняется появление резонирующих колебаний в теле песчаного наноса!



Свойство резонансного сотрясения песочной горы отмечено многими посетителями природной достопримечательности. При хождении по вершине бархана ссыпающиеся ручейки песка звучат как писк или скрип, или даже барабанный бой – однако согласованные движения группы людей порождают грохот, отдающийся в телах экспериментаторов подобно землетрясению.


Физика рассматривает эффект сложения множества кратных по частоте колебаний как вполне предсказуемое явление, но каковы точные условия возникновения амплитудного резонанса Поющего бархана близ Алма-Аты, неизвестно.

Гипотезы поющих песков

Среди предположений о природе поющих песков встречаются весьма остроумные гипотезы. В частности, звучание высыхающих песчинок может быть объяснено оседанием на поверхности минеральных фрагментов тончайших слоев магния и кальция. Увеличивая коэффициент трения, они работают как канифоль на смычке – но быстро стираются, в результате чего песок «немеет».

Если материал мелодично звучит при ударных воздействиях, то и песок из него тоже может производить слышимые звуки. Так считают вятские краеведы. Они длительное время исследовали поющие пески правого берега реки Вятки, и пришли к выводу: кварцевый песок пляжей лишь сохранил способность кристаллического кремнезема звенеть под динамической нагрузкой.

Породы, слагающие песок, могут быть пористыми. Если каждая отдельная песчинка пронизана полым канальцем, полагают теоретики от геологии, при движении воздуха возможно появление звуковых колебаний.



Углубляя идею, ученые предполагают возможность калейдоскопической укладки песчинок в объемные формы с полостями и каналами, пригодными для генерации звуков при продувании песка воздухом.

Правда, практического подтверждения перечисленных гипотез пока не найдено.

Легенды поющих песков

Когда наука недоуменно молчит, слово берет фантазия. Поющий бархан в Казахстане молва относит к рукотворным сооружениям. Под песком будто бы находится могила Чингиз-хана, воины которого и насыпали гору над погребением своего полководца. Проклятый порабощенными народами, Чингиз-хан навеки упрятан в песках. Джинны, стерегущие злодея, воют от ужаса, когда тот ворочается в могиле. А ворочается он, чуя близость живых людей…

Колокольная гора на берегу Красного моря возникла, гласит легенда, на месте древнего христианского монастыря. Однажды демоны пустыни набросились на монахов, но духовная чистота послушников не позволила силам зла одержать верх. Отчаявшись, духи тьмы засыпали монастырь камнями и песком – но в недрах горы обитель выстояла, монахи выжили, и по-прежнему служат господу. Путник, взбирающийся на кручу, и сегодня может услышать звон монастырских колоколов и отголоски молитв заживо погребенных праведников.

Вместо заключения

Современная наука еще не умеет оперировать большими массивами изменчивых данных и только присматривается к хаотическим процессам в природе. Поэтому наиболее убедительная теория появления поющих песков еще не нашла ни подтверждения, ни опровержения.

В соответствие с этой теорией, самопроизвольная укладка песка происходит с образованием выраженной микрослоистости. Так же – слоями – песок движется под воздействием ветра либо шагов путника. Песчинки сдвигаемого слоя движутся по сложным траекториям по поверхности нижележащего слоя. Такое движение можно рассматривать как колебательный процесс.

Когда частота колебаний движущейся песчинки приходится на диапазон 0,3 – 3,4 КГц, возникает слышимый человеком звук. Резонансные явления заставляют нас воспринимать звук движущегося песка как стук, грохот, барабанный бой или мерный рокот.