甘肃敦煌县城南的鸣沙山能发出轰隆的巨响，像打雷一样

粒的外衣是发声的关键

　　最嘹亮的沙丘歌声可与超音速飞机相比———

　　人们在沙漠中行走时经常会听到沙丘发出不同的声音，

　　世界上已经发现100多种会唱歌的沙丘。

　　1500年以来，世界各地的旅行家和专栏作家都记载过奇特的鸣沙现象。先是在中东的文学作品中，然后是12个世纪前的中国。1295年，意大利探险家马可·波罗就在其著作中提到在中国西部和中亚地区沙漠中的轰鸣沙，他在路过这些地方时也听到“这些沙漠中的精灵用各种乐器声、鼓声和武器碰撞的声音将空气填满”。《一千零一夜》中对此也有描绘，甚至在达尔文讲述他的环球旅行的著作中也曾提到过这一现象。因为神秘，响沙也曾出现在一些小说中，比如赫伯特的科幻小说《沙丘》。

　　据记载，世界上已经发现了100多种会发声的沙滩和沙漠。如美国的长岛、马萨诸塞湾、威尔斯两岸；英国的诺森伯兰海岸；丹麦的波恩贺尔姆岛；波兰的科尔堡；还有蒙古戈壁滩、智利阿塔卡玛沙漠、沙特阿拉伯的一些沙滩和沙漠，都会发出奇特的声响。鸣沙这种自然现象在世界上不仅分布广，而且沙子发出来的声音也是多种多样的。比如，苏格兰爱格岛上的沙子，能发出一种尖锐响亮的声音，就好像食指在拉紧的丝弦上弹了一下。中国鸣沙山的沙子能发出轰隆的巨响，像打雷一样。最有意思的要属夏威夷群岛考爱岛西南岸有一片长800米，高18米的大沙丘。当人在沙丘上走动时，沙子会发出类似“汪汪”的狗叫声，把沙放在手掌中猛搓一下，也会发出同样的声音。

　　最嘹亮的沙丘歌声可与超音速飞机相比。

　　一般按发声不同而将能发声的沙丘分为两大类：一类是声音较小的“哨沙”，也称“音乐沙”或“歌唱沙”，这类鸣沙听起来曲调优美；另一类则发生在规模较大沙漠地带的沙丘上，叫做“轰鸣沙”。这类沙丘有时发出低沉有力的轰鸣声，有时发出的声音则像敲鼓或万马飞驰。

　　哨沙在剪切移动或压缩时会发出短促和高频的声音，持续时间一般短于四分之一秒钟，声音频率在500到2500赫兹之间。哨沙多发生在河畔、海滩和湖畔，是一种常见的响沙。而轰鸣沙则比较少见，往往在沙漠深处的沙丘上才能听到它的轰鸣。轰鸣沙是在沙堆崩落时发出轰鸣声，声音大而低沉，持续时间也较长，声音频率一般在50到300赫兹。据报道，轰鸣沙的“歌声”最长可持续15分钟，且最大的声音能与低飞的超音速飞机相比。

　　科学界对于鸣沙形成的具体机制一直争论不休。

　　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。”

　　各种富有表现力和感情的沙丘音符已灌成CD唱片。

　　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。 (责任编辑：泉水)