Защо пясъчните дюни пеят и се оригват?

Свлачищните лавини създават своя собствена музика във формата на стакато оригвания, последвани от монотонни звуци, подобни на песен. Тези „мелодии“ отдавна озадачават учените, но сега екип физици са успели да разгадаят мистерията.

Бумтящите и скърцащите звуци отговарят на различни видове звукови вълни във вътрешността на пясъчните дюни, казват учените.

Натали Вринд (Natalie Vriend) – докторант в Калифорнийския технологичен институт в Пасадена и научен сътрудник във факултета по приложна математика и теоретична физика в Кеймбриджския университет – и колегите ѝ прекарали 25 дни в изследване на дюните Еурека в Долината на смъртта и Дюмонт в пустинята Мохаве.

„Бумтящите пясъчни дюни са способни да произвеждат постоянен нискочестотен звук, който наподобява отделни ноти, изсвирени с музикален инструмент“, обяснява Вринд. „Звукът има доминираща доловима честота между ре-диез и сол-диез във втората октава под средно до.“

Учените изследвали бумтящите дюни и малко по малко обяснили физически проявата на феномена. Физиците анализирали как звукът преминава през пясъка и изчислили „движението на песъчинките и честотата и енергията на издавания звук“. „Това показа че бумтенето и оригването са две различни, но свързани явления“, добавя Вринд.

Кратките пулсации, подобни на оригване, са резултат от вълните на Рейли (повърхностни вълни), които преминават бавно през горната част на дюните, за разлика от бързите сеизмични вълни (P-вълни), които създават продължителните бумтящи звуци.

Измерването на звуковите вълни не е лесна работа. Физиците използвали геофони, за да запишат сеизмичните вибрации в земята. Геофонът е подобен на микрофона, който прихваща акустичните вибрации във въздуха.

„Вълните, преминаващи през дюните, преместват отделни песъчинки и това отделя енергия, която геофонът може да отчете“, обяснява Вринд.

Звуците, подобни на оригване, имат много ниска честота от порядъка на 76 херца, а честотата на бумтящите шумове е около 85 херца. Когато дюните се успокоят и започне монотонната „песен“, честотата може да варира между 70 и 105 херца.

По време на изследването учените разбрали, че могат да задвижат изкуствено естествения резонанс на дюните. „Удар с чук по чиния причинява естествен резонанс, близък до честотата на бумтене в дюните – такова нещо не е описвано досега в научната литература.“

„Усеща се сякаш цялото ти тяло започва да вибрира. Изключително трудно е човек да си представи как толкова малка и тънка лавина може да създаде толкова силен звук“, завършва Вринд.

Резултатите от изследването са публикувани в сп. Physics of Fluids.

Live Science