为什么有的沙丘会唱歌

在沙漠里很多的人都会发现有一些沙丘是会“唱歌”的，这是为什么呢?小编就和大家分享有的沙丘会唱歌的原因，来欣赏一下吧。

有的沙丘会唱歌的原因

尽管，科学界普遍认为鸣沙的声音是由沙粒在滑落时发出的嗡嗡声，但是他们对于这种现象形成的具体机制仍存在争议。有学者提出“缝隙论”，认为沙粒和沙粒之间的缝隙有空气，空气在运动的时候，就构成了一个个“音箱”。当沙丘山崩塌以后，空气在缝隙之间出出进进，就会引起空气的震动，当震动的频率恰好与这个无形的“音箱”产生共鸣时，就会发出声响。

有的学者则认为，由于不同的风向长期吹动着沙粒，使它们变得颗粒大小均匀，非常洁净，同时也具有许多微小的像蜂窝一样的孔洞。鸣沙能发出声响很可能就是由这种具有独特表面结构的沙粒之间的摩擦共振造成。

还有说法认为，每个沙丘的内部都有一个密集又潮湿的沙土层，它的深度随着雨水的多少而改变。到了干燥的夏天，这个潮湿层就比较深，它被上面的沙土层全部覆盖了起来，潮湿层的底下又是干燥的沙土层，这就可能构成一个天然的共鸣箱。当沙丘崩塌，沙粒沿着斜坡往下滑动的时候，干燥沙粒的振动波传到潮湿层的时候，就会引发共鸣，使得沙粒的声音扩大无数倍而发出巨大的声响。法国物理学家发现沙粒的外衣是发声的关键。

为了找到真正的原因，法国国家科研中心的斯特凡那·杜阿迪和同事从摩洛哥正“唱歌”的沙丘中运来了一些沙子进行研究。他们发现用手和金属手柄拨弄沙粒时，沙子会发出各种音符。他们据此得出结论，这些噪音是整座沙丘的沙产生共鸣的结果。然而奇怪的是，这些沙在一个月后突然停止了“歌唱”。杜阿迪说：“为找出原因，我们在显微镜下研究了沙粒的大小和形状。”

起先，每一粒沙的外层都裹着一层由硅、铁和锰组成的光滑外壳。这层外壳是沙丘在远古海洋中形成的。杜阿迪解释道，在“哑巴”沙粒上的这层壳已经被磨掉了，而这正好解释了为什么只有某些沙丘才能唱歌。

同时，他也承认目前还没有弄清楚究竟是这层壳的哪一部分起到了产生声音的作用。不过，他认为在大范围内的现象是可以解释的。当沙丘滑落时，上层的沙粒在下层的沙粒上滑动，落在缝隙中，然后继续滑行、下落，在此过程中沙粒以不同的频率相互撞击，在流动层形成固定的声波。这些声波一个个叠加，使得整个层面都振动起来，就像一个扩音器一样。杜阿迪说：“最有趣的是那些巨大的沙丘，只需要极薄的2到3厘米厚的沙层就能够形成共鸣。到这种时候，所有的沙粒都开始振动了，并伴生出根据规模大小或高或低的响声。”

在实验室里，杜阿迪已经能控制这些频率。他用一个机械发动机使各种不同质量的沙粒翻滚起来，并不断改变速率，从而控制了发声的频率。杜阿迪向记者表示：“我们弄出不同的富有表现力和感情的音符，并将这些沙粒的声音都灌进了CD里面，也许不要多久，这种奇特的沙丘音乐将会像摇滚乐一样风靡世界。”

德国斯图加特大学的沙丘专家赫尔曼听了杜阿迪的沙丘音乐后称赞到：“这种音乐有如天籁之音，真是太美妙了。”不过，他说仍有许多问题留待解决，例如，沙粒外壳上不同成分的作用。“沙丘之谜已经持续了数个世纪，而且这里面肯定有更多的东西可学。

沙丘移动的方式

沙丘沙的移动有两种方式。

第一种，通过跳跃的过程，风把沙粒刮起，吹移一短距离后再落下。沙子在刮过多石的表面时，沙粒可能弹起几米高，否则它们在地表面上移动只有几厘米高。

第二种，跳跃的沙粒再一次碰撞地面，并借助冲击力将别的沙粒推向前进。这种运动称作表层蠕动。形成沙丘最简单的方式是：一个障碍物，如石头、植物，阻止了气流，使沙子在顺风一侧堆积起来。沙丘逐渐增大，对风携带的沙所起的阻挡作用就更大，在下风隐蔽处截住跳跃的沙粒。沙丘增大后，开始顺风缓慢移动，呈更不对称的形状。沙丘对气流的干扰越来越大。这时在沙丘向风的一面风速加大，跳跃沙粒被吹动向上，并越过丘峰，下落到下风丘坡的上部，造成比较陡峭的滑面。沙丘沙粒的直径往往小于1毫米，可使沙粒停住的休止角约为35度。当滑面更为陡峭的上段达到或超过这个角度时，丘坡变得不再稳定。沙子最终滑下滑面，于是沙丘便向前推进。这就是沙丘会移动的原因。

由障碍物导致形成沙丘的看法不能解释沙丘如何在平滑、水平的表面上形成，并构成由许多大小形状相等的沙堆组成的沙海。有一种看法是：这种沙丘是由空气和地面的摩擦阻力造成的，而且这种沙丘形成的方式与沙波纹在河床或海滩上形成的方式很相似。新月形沙丘是一种典型的沙漠地形。月牙尖伸向下风方向(在有大量沙子的地区，新月形沙丘可能接合成横向沙丘之“海”，新月形沙埂在这里不十分明显。在植物被损坏，并被风刮出一凹地的地方形成抛物线沙丘。虽然它们在平面图上略似月牙形，但月牙尖向上风面延伸，滑面在新月形沙丘的外侧。它们顺风移动，形成U字形)。新月形沙丘的高度可超过27米。长条形沙丘是长长的沙埂。一般来说，它们沿盛行风的方向成一条线。这种沙丘的滑面很可能由旋涡形成。长条形沙丘的沙埂之间的凹处的沙子已被风刮走。沙埂延伸很长的距离，有时达几公里。沙丘主要为新月形和长条形两种。在某些地方有一种星形或角锥状沙丘，在平面图上呈多角星形。人们认为这种沙丘并不移动，所以成为沙漠旅行者的路标。

沙丘的类型

①新月形沙丘，又称横向沙丘。平面如新月，走向与风向垂直或大于60°。沙丘两侧有顺风向前延伸的两个尖角，高度一般在数米至十余米 。迎风坡为凸坡，较平缓，坡度约5°～ 20°;背风坡为凹坡，较陡，坡度约28°～34°。其形成过程可分为：饼状沙堆阶段、盾状沙丘阶段、雏形新月形沙丘阶段和新月形沙丘形成阶段。风沙流流经沙堆产生不同的风速变化、气压不同的分布特点，沙堆顶风速大，气压小，背风坡风速小、气压大，沙堆背风坡形成涡流，将沙子堆于沙堆背风坡的两侧，并形成背风坡两尖角之间的马蹄形小凹地，凹地继续扩大，雏形新月形沙丘形成。不断的加积，沙丘增大，背风坡的沙粒因重力下滑，涡流再吹向两侧，发育两翼，典型的新月形沙丘便形成。新月形沙丘相互连接形成新月形沙丘链、复合新月形沙丘和复合沙丘链等形态。当横向沙丘的地面上遇植物灌丛阻碍时可以形成抛物线沙丘，平面形状与新月形正好相反。继续发育形成平行低矮的双生沙垄。

②纵向沙垄。沙丘形态的走向与起沙风合成风的方向基本一致(一般小于30°)。长条状展布，最长达数十千米，高约数十米，宽数百米。沙源丰富时形成复合型纵向沙垄。

③长时期的多风向风沙流的作用下，在山前或地形较复杂的地区可形成金字塔沙丘，蜂窝状沙丘等。