DOI的过程真能听到水声吗(你听过沙漠唱歌吗)

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1、编辑|贰沐子鱼

2、不知从何时开始，国内外兴起了一股沙漠游的热潮，

3、除了这两项常规的活动，你知道在有些沙漠还可以体验到来自沙漠的低吼和轰鸣声吗？

4、“沙坡头在腾格里大沙漠的南面和黄河接壤的一个突出的沙漠台地上。在台地的北面有一个约一百米高的沙丘，当你在沙丘的顶部从上面向下滑行的时候，从地壳内部发出一种嗡嗡的轰鸣声，时而像大海的波涛，时而像金钟长鸣，加之在沙丘的底部有几条暗溪流到黄河发出潺潺的水声，给沙坡鸣钟又添了一份景色。”

5、上面一段文字来自于是有关国内著名沙漠景区宁夏沙波头里沙漠轰鸣声的介绍。

6、沙漠发出的轰鸣声被人们关注和记录其实已有千年，早在1295年，马可波罗在他的那本著名游记里就记录过这种不同寻常的声音和人们对于它的恐惧：

7、“Thedesertspiritscandoamazingandincrediblethings.Eveninthedaytimetheirvoicescansometimesbeheard,orthereisaclashofarms,arollofdrumsorthesoundofdifferentmusicalinstruments.Forthesereasons,travelersgoinlargenumbersandstayclosetooneanother.”

8、沙漠里听到这种轰鸣声的频率，一般集中在50到300Hz之间，传播的距离很远，最远能传到10km之外，持续的时间也很长，有记录的最长持续时间为15分钟。有人说它听起来像鼓声，有人说像打雷声，也有人说更像是低空掠过的直升机的声音。

9、那沙漠里为什么会有这样的轰鸣声呢？沙波头附近的居民将其归宿为一个美丽的神话传说，而马可波罗则认为是有恶灵或者地精在作祟。

10、作为21世纪的有为“干饭人”，我们当然还是要相信科学，

11、可惜的是，这次科学也还没有给我们一个完美的解释，关于沙漠轰鸣声的产生机理，科学界至今还存在争论。已经知道的是，轰鸣声是沙丘发生崩塌，沙子从顶部向下流动导致的。

12、那沙子在沙丘上的流动又是如何产生低频的轰鸣声的呢？有人提出了摩擦说，认为这个声音来自于沙粒之间的摩擦以及沙粒缝隙中空气的挤压；有人提出了剪切理论，认为沙丘崩塌时，剪切层分散应力的非线性振荡是导致轰鸣的原因；还有人认为轰鸣是由于沙丘表面干湿分层形成的共振腔导致的等等。这些理论都还不完备，也并没有很好地说服对方，科学的争论仍将继续。

13、产生机理没有弄清楚，但人们还是统计出了沙丘产生该轰鸣声的一些必要条件。因为并不是任何一个沙丘发生崩塌时，都会发出轰鸣声。

14、要想产生轰鸣声，轰鸣沙丘里的沙子区别于普通沙丘里的沙子主要有两点：更光滑的表面和更好的抗剪切能力。除此之外，有利于产生轰鸣的因素还有沙粒的大小尽量一致、表面圆润无棱角。

15、关于沙子的成分，绝大部分的轰鸣沙丘是由石英砂构成，除了夏威夷尼豪岛（Niihauisland）后滩轰鸣沙丘，这是目前发现的唯一一个非石英砂构成的轰鸣沙丘，其沙子的主要构成成分是来自贝壳碳酸钙。另外，想要产生轰鸣，沙子的湿度也需尽量小，因为湿度大的沙子水分会在其表面形成一层润滑膜，从而降低剪切阻力。

16、看到这，有人可能要说科学界的人真的是一群执拗而又无聊的人，风尘仆仆、披星戴月地赶去荒漠，不去寻找消失的古城、遗落的宝藏，而是冒着风险去弄清楚一种声音的来龙去脉，甚是奇怪，再说即使弄清楚了，好像也没有什么用！

17、下面看看他们在沙漠里干的好事，也留意下他们是怎样认为制造沙崩，从而产生轰鸣的。

18、科学研究的很多（创新）领域跟随的确是学者们个人“无聊”的兴趣，研究成果也看不出用途，但这种无用往往只是在研究的当下，并不会持续到未来；也可能只限于本领域，换到另一个领域可能是柳暗花明。

19、剑桥大学应用数学和理论物理系的皇家协会多萝西·霍奇金研究员NathalieVriend博士从加州理工的博士课题开始就和这种困扰马可波罗的奇怪声音打交道，直到现在她的研究课题仍然和它相关。她有说道，弄清楚沙漠轰鸣声的产生机理对制药业和油气勘探行业都有很大帮助。

20、引起轰鸣的沙崩其实属于颗粒流的研究领域，而药品在制作过程中就需涉及到多种成分颗粒的流动和混合。在沙漠里勘探油气资源，通常是在一个地方放上声源，其他几个地方放上传感器，接受声源发出的信号，通过分析接受的信号，探测地底下藏的东西。弄清楚轰鸣声的产生机理以及在沙漠里的传播过程，将有利于提高探测精度。

21、尽管如此有用，她还是很禅地说了句：

22、“WhatIloveaboutmyresearch,whetherit’slookingatsilosoravalanches,isthatyoucanobserveit,seeit,feelit,touchit.”

23、封面来源：https://www.doi.gov/blog/12-things-you-didnt-know-about-great-sand-dunes-national-park-and-preserve

24、[1]P.Sholtz,M.Bretz,andF.Nori"Sound-producingsandavalanches".ContemporaryPhysics38(5),329-342(October1997).

25、[2]Dutta,K.SingingSandDunes.Reson21,339–351(2016).

26、[3]https://www.cam.ac.uk/research/features/what-makes-a-sand-dune-sing

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