鳴沙之謎（二）

鳴沙這種自然現(xiàn)象在世界上不僅分布廣，同時(shí)其沙子發(fā)出來(lái)聲音也是多種多樣的。比如說(shuō)，在美國(guó)夏威夷群島的高阿夷島上的沙子，能夠發(fā)出一陣-陣好像狗叫一樣的聲音，所以人們稱它是“犬吠沙”。蘇格蘭愛格島上的沙子，卻可以發(fā)出一種尖銳響亮的聲音，就好像食指在拉緊的絲弦上彈了一下。在中國(guó)的鳴沙山滾下來(lái)，那沙子就能夠像竺可楨描述的那樣“發(fā)出轟隆的巨響，如同打雷一樣?！?/p>

鳴沙，又叫做“響沙”、“消沙”和“音樂沙”。人們發(fā)現(xiàn)，鳴沙通常都在海灘或者沙漠里邊。鳴沙發(fā)出來(lái)的聲響，往往都是在風(fēng)和日麗或者刮大風(fēng)的時(shí)候，要不就得有人在沙子上邊滑動(dòng)。在潮濕的天氣、雨天和冬天的時(shí)候，鳴沙通常都不會(huì)發(fā)出聲響。另外，人們還發(fā)現(xiàn)，只有直徑是0.3～0.5毫米的潔凈的石英沙，才可以發(fā)出聲響，而且沙粒越干燥聲響越大。

那么，究竟是什么原因使得沙子發(fā)出各種各樣的聲響呢？古時(shí)候，由于科學(xué)不發(fā)達(dá)，人們覺得這是神鬼在作怪，是地獄的魔鬼在呼叫，是美麗的女妖為了引誘船員們而在沙灘上歌唱，是地下寺院里的鐘聲在呼喚著僧侶們?nèi)テ矶\。因而，許許多多帶有神秘色彩的故事就在人們當(dāng)中流傳開了。阿拉伯半島的“鐘山”，就有過這樣的傳說(shuō)。

傳說(shuō)很久很久以前，阿拉伯半島有一個(gè)寺院。寺院的僧侶非常多，他們每天都要隨著敲響的鐘聲背誦經(jīng)文。不知道從什么時(shí)候開始，這里刮起了兇猛的風(fēng)沙。慢慢的，風(fēng)沙越來(lái)越兇猛，很快就把這個(gè)寺院掩埋了，寺院里的僧侶們死的死、逃的逃，從此這里沒有人煙。可是，路過這里的牧民和游客卻經(jīng)?？梢月牭揭魂囮囉茡P(yáng)的鐘聲，這鐘聲就是寺院當(dāng)時(shí)每天敲打的那種鐘聲。人們聽了，覺得特別納悶：寺院早就被沙子掩埋了，僧侶們也早就沒有了，這鐘聲是從哪里發(fā)出來(lái)的呢？又是誰(shuí)在敲打著大鐘呢？嗯，這也許是神靈在敲鐘吧！從那以后，人們便把這里的沙山叫做“鐘山”了。

蘇格蘭有一個(gè)叫布魯斯特的博物學(xué)家聽說(shuō)了這件事情，就專門趕到“鐘山”，打算好好地考察一下這是什么原因。他找了一個(gè)當(dāng)?shù)厝水?dāng)作向?qū)?，朝著“鐘山”出發(fā)了。布魯斯特爬著爬著，發(fā)現(xiàn)“鐘山”上的沙只要一移動(dòng)，就能夠發(fā)出一種豎琴被輕輕撥動(dòng)的聲音；當(dāng)沙子移動(dòng)得非?？斓臅r(shí)候，那沙子就發(fā)出來(lái)一種濕手指在玻璃上摩擦的聲音。他還發(fā)現(xiàn)，沙子流到山腳以后，激起的回響又如同打雷一樣。布魯斯特索性坐在了一塊巖石上，仔細(xì)地聽了起來(lái)。忽然，他覺得那聲音越來(lái)越大，甚至連自己坐著的那塊巖石都被震動(dòng)了。

人們用科學(xué)的方法來(lái)研究這種自然現(xiàn)象，不過是近幾十年的事情。科學(xué)家們經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)的研究和試驗(yàn)，提出了不同的看法。

有的人提出，沙粒和沙粒之間的空隙有空氣，空氣在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，就構(gòu)成了一個(gè)個(gè)“音箱”。當(dāng)沙丘山崩塌以后，空氣在空隙之間出出進(jìn)進(jìn)，就會(huì)導(dǎo)致空氣的震動(dòng)。當(dāng)空氣震動(dòng)的頻率恰好與這個(gè)無(wú)形的“音箱”產(chǎn)生共鳴的時(shí)候，就可以發(fā)出聲響。

有的人認(rèn)為，因?yàn)椴煌娘L(fēng)向長(zhǎng)期吹動(dòng)著沙粒，使它們變得顆粒大小均勻，非常潔凈，也具有了好像蜂窩一樣的孔洞。鳴沙可以發(fā)出聲響，可能就是由這種具有獨(dú)特表面結(jié)構(gòu)的沙粒之間的摩擦共振引起的。

前蘇聯(lián)的科學(xué)家馬里科夫斯基，在考察了前蘇聯(lián)卡爾崗上的鳴沙以后，提出了這樣的一種看法。他認(rèn)為，每個(gè)沙丘的內(nèi)部，都有一個(gè)又密集又潮濕的沙土層，它的深度往往會(huì)隨著雨水的多少而改變。夏天的時(shí)候，這個(gè)潮濕層的就相對(duì)較深，它被上面的沙土層全部覆蓋了起來(lái)，潮濕層的底下又是干燥的沙土層，這就可能構(gòu)成一個(gè)天然的共鳴箱。一旦沙丘崩塌、沙粒沿著斜坡往下滑動(dòng)的時(shí)候，干燥沙粒的振動(dòng)波傳到潮濕層的時(shí)候，就可以引發(fā)共鳴，使得沙粒的聲音擴(kuò)大無(wú)數(shù)倍而發(fā)出巨大的聲響。

另一個(gè)學(xué)者在考察了我國(guó)寧夏中衛(wèi)縣沙坡頭鳴沙山和內(nèi)蒙的達(dá)拉特旗的響沙灣以后，發(fā)現(xiàn)這兩處鳴沙地都屬于細(xì)沙尖，當(dāng)中的石英沙占了其中的一半多。因而，他認(rèn)為：石英沙里邊有石英晶體。石英晶體具有特殊的壓電性質(zhì)，使得沙里邊的這些石英沙粒對(duì)壓力十分敏感，只要一受到擠壓就會(huì)帶電，在電的作用下它又會(huì)來(lái)來(lái)回回地伸縮振動(dòng)。振動(dòng)得越厲害，那么產(chǎn)生的電壓就越高；電壓越高，振動(dòng)得就會(huì)越厲害。如此一來(lái)，沙子就會(huì)發(fā)出奇妙的聲響。

然而，石英沙的分布很廣泛，響沙卻沒有那么普遍，而且一般的鳴沙只要換了一個(gè)地方，就會(huì)變成“啞巴”，什么聲響也不會(huì)發(fā)出來(lái)。因而，好多人認(rèn)為，鳴沙的形成和當(dāng)?shù)氐奶厥獾乩憝h(huán)境有關(guān)。

1979年，我國(guó)學(xué)者馬玉明，寫了一篇叫《響沙》的文章，提出了新的見解。他認(rèn)為，響沙的“共鳴箱”不在地下，而是在地面上的空氣里邊。響沙發(fā)出聲響，應(yīng)該包括三個(gè)條件。第一個(gè)條件是沙丘高大陡峭。第二個(gè)條件是背風(fēng)向陽(yáng)，背風(fēng)坡沙面還應(yīng)該是月牙狀的。第三個(gè)條件是沙丘底下一定要有水滲出，形成泉和潭，或者有大的干河槽。同時(shí)馬玉明還提出，因?yàn)榭諝鉂穸?、溫度和風(fēng)的速度經(jīng)常在變化，不斷影響著沙粒響聲的頻率和“共鳴箱”的結(jié)構(gòu)，再加上策動(dòng)力和沙子本身帶有的頻率的變化，響沙的響聲也會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化。人們有時(shí)候在下雨天去看響沙，發(fā)現(xiàn)響沙不會(huì)發(fā)出聲響，正是因?yàn)闇囟群蜐穸鹊母淖?，把響沙的“共鳴箱”結(jié)構(gòu)破壞了。比如，寧夏中衛(wèi)縣沙坡頭的鳴沙山，就是因?yàn)橹車G化造林等原因，破壞了共鳴的條件，使它發(fā)不出響聲了。

但是也有人不同意馬玉明的這種看法。因?yàn)橥鈬?guó)一些海濱的響沙沙灘是非常平坦的。根本就不存在著什么又高又陡峭的月牙型沙丘，同時(shí)它們經(jīng)常只會(huì)在下過雨以后不久，表面層剛剛干燥的時(shí)候才發(fā)出聲響。

日本京都府北邊有一個(gè)丹后半島，那里的海水浴場(chǎng)上有兩處鳴沙地，一處叫琴引濱，另一處叫擊鼓濱。這兩處灘涂的聲響不僅音色完全不一樣，而且不同的季節(jié)發(fā)出來(lái)的聲響也不一樣。醫(yī)此，有的日本學(xué)者認(rèn)為，海濱響沙最重要的條件是要有潔凈的海水不斷地沖刷。夏天來(lái)這里游泳的人非常多，把海水弄臟以后，沙子就不發(fā)出聲響了。

我國(guó)的幾處鳴沙山還有兩個(gè)十分奇特的地方，在古書里曾經(jīng)記載著：第一個(gè)奇特的地方是山麓都是清泉，雖然周圍的沙丘一個(gè)緊連著一個(gè)，可是千百年來(lái)泉水一直沒有被黃沙掩埋。第二個(gè)奇特的地方是無(wú)論有多少人爬到沙山頂上，滑落下來(lái)多少沙子，到了第二天風(fēng)又會(huì)把沙子吹到山坡上去，使得沙山變得跟以前一模一樣。這到底是怎么回事兒呢？它們和響沙的秘密一樣，也沒有一個(gè)可以說(shuō)服人的答案。這個(gè)謎團(tuán)什么時(shí)候才能夠真正地解開呢？