1 февраля 2010 г.

Ученые в очередной раз объяснили феномен "поющих песков"

[Image]
С древнейших времен "поющие пески" были источником всевозможных суеверий: от историй о подземных городах, духах и фантастических животных, до легенд о похороненом под барханами Чингиз-хане. Впрочем, "стонущие камни", "поющие пески" и "говорящие статуи" уже давно не вызывают удивления у ученых. Хотя на днях французские исследователи предложили еще одну гипотезу, объясняющую причины, по которым пески вдруг начинают издавать странные звуки, похожие на мелодию органа.
Результаты исследования французских ученых свидетельствуют о том, что феномен поющих песков, считавшийся давно разъяснённым, может иметь иной механизм - механизм, очень похожий на индуцированное когерентное излучение фотонов лазером.

Бруно Андреотти и Ленад Бонно из паржиского института физики и механики гетерогенных структур изучили механизм возбуждения однотонных (монохроматических) звуковых волн иной раз оглушительной (свыше 100 децибел) мощности, генерируемых в естественных условиях песчаными дюнами и барханами.

Авторы нового исследования предположили, что генерирование акустических волн происходит на границе раздела между движущимися песчинками и расположенным под ними слоем неподвижного материала.

В ходе экспериментов в пустыне Сади-Агфинир в Марокко был выявлен ряд характерных особенностей в распространении генерируемых барханами звуковых волн, позволяющих уподобить специфический механизм однотонного звучания песков лазерному излучению.

Разумеется, предложенное французскими учёными объяснение - пока лишь гипотеза и вряд ли способна объяснить феномен разливающихся в песчаных пустынях звуков во всех его проявлениях.

Она вряд ли способна объяснить, к примеру, аналогичные акустические феномены Сахары - например, звучание колоссов Мемнона в египетских Фивах.

Возможно, для единого объяснения всей совокупности акустических феноменов, известных ещё древнейшим цивилизациям, потребуется иное объяснение и иная теория. Не исключено, что она будет весьма отлична от текущих.
В качестве бонуса, предлагаю вашему вниманию отрывок из книги В. Мезенцева "Обычное в необычном".

В пустыне Кызылкум советские ученые обнаружили окаменевшие древесные стволы и решили, что здесь около ста миллионов лет назад была не пустыня, а море, по берегам которого росли мангровые леса. Находка советских геологов преподнесла сюрприз: эти окаменевшие деревья по вечерам, когда над пустыней опускалась прохлада и поднимался легкий ветерок, начинали звучать, словно кто-то играл на неведомом духовом инструменте. Таинственного поначалу музыканта вскоре нашли. Им оказался ветер: проходя меж окаменевших деревьев, проникая в их пустые стволы, он образует завихрения - они то и рождают звуки. О "говорящих", "поющих", "стонущих" камнях в истории народов можно найти немало любопытных сведений...

Так, южноамериканские индейцы, жившие по берегам реки Ориноко, были убеждены, что души умерших поселяются в скалах. Время от времени люди слышат, дескать, их стоны. Когда здесь побывал знаменитый немецкий ученый и путешественник А. Гумбольдт, он обнаружил в прибрежных скалах, в этом, по мнению индейцев, прибежище человеческих душ, много узких и глубоких трещин, стенки которых покрыты тоненькими листочками слюды. Эти-то листочки и издавали тот самый "стон", который индейцы принимали за стон отлетевшей от умершего человека души. "Стонали" скалы, естественно, по ночам. Ведь ночью становилось прохладно, а скалы еще хранили в себе накопленное за день тепло - теплый воздух из глубоких трещин устремлялся наружу, обдувая слюдяные листочки и заставляя их звучать.

В Югославии одно из мест близ Куршумлии долгое время считалось дьявольским. Каменные фигуры, созданные старанием ветра и влаги, тоже по ночам издавали различные звуки, пугая суеверных людей, для которых эти звуки были не чем иным, как дьявольскими кознями.

В Египте звучат по утрам, при восходе солнца, колонны - остатки древнего Карнакского храма. Французские ученые заинтересовались этим и установили, что колонны сложены из очень пористого камня. Днем у нагретого горячим солнцем камня поры несколько увеличиваются в размерах (обычное тепловое расширение - явление, известное ныне каждому школьнику), воздух проходит через них без задержки, и колонны молчат.

Утренняя прохлада создает условия, при которых движение воздуха в порах сопровождается звуком, напоминающим стон.

Около четырех тысяч лет назад египетский фараон Аменхотеп III приказал высечь из камней в честь своего отца Аммона две огромные статуи. Около двух тысяч лет они стояли недвижно и молчали. Но однажды произошло землетрясение, одна из статуй раскололась на две части и с тех пор стала "говорливой".

Молва о великом чуде облетела весь античный мир. Говорили, что каждое утро, как только лучи восходящего светила согреют разбитую статую, она издает протяжный и жалобный стон, точно жалуясь богу Солнца на свою судьбу. Многие пожелали убедиться в неслыханном, лицезреть чудо. У подножия статуи оставляли высеченные на камне слова удивления и поклонения.

Некий римлянин Аррий вырезал на ее подножии такие строки:

"Великие боги! Какое поразительное чудо вижу я своими глазами! Это бог, это один из небожителей, который, вселившись в статую, позволяет слышать свой голос и привлекает к ней толпы народа. Поистине никогда смертному человеку не удастся произвести такого чуда".

Конечно, и в те времена, когда многие и многие явления природы, непонятные и необъяснимые, считались чудесными, были люди, которые пытались найти естественные причины этого явления. Знаменитый географ древнего мира Страбон, побывав в Египте писал: "Говорят, что из статуи раз в день бывает слышен особый звук, который похож на звук, производимый слабым ударом: он исходит из той половины статуи, которая остается на пьедестале. Что касается меня, то, посетив эти края вместе с другими очевидцами, я действительно слышал около первого часа какой-то шум. Шел ли он из подножия, или из самой статуи, или же произвел этот звук кто-нибудь из людей, стоявших вокруг? Быть может, они произвели такой шум даже нарочно? Ничего этого я утверждать не могу: не зная действительной причины, лучше вообразить что угодно, чем предположить, что камни могут звучать".

Теперь мы знаем: при определенных условиях камни на самом деле могут звучать. Ничего в этом сверхъестественного нет… Римлянин Аррий в своем естественном неведении ошибался: "смертный человек" сотворил чудо (каменотесы Аменхотепа III изготовили статую из пористого камня), он же его и уничтожил. Как то послушать статую прибыл римский император Септимий Север. Но ему "не повезло": она почему-то молчала - впрочем, так бывало не раз и прежде. Септимий истолковал молчание статуи в духе своей веры - скорее всего, бог недоволен тем, что статуя лежит поврежденной, надо ее восстановить.

Когда же это было сделано, каменное изваяние замолчало навсегда.

"Смертный человек", опираясь на законы физики, способен творить подобные чудеса по своему желанию. В Алма-Ате установлен памятник композитору и поэту Коркуту, жившему в VIII-IX веках. Сооружение напоминает смычковый инструмент, похожий на скрипку. В него вмонтированы специальные трубы, которые при ветре начинают петь. Кстати, идею такого памятника архитекторам и инженерам подсказали "звуковые маяки", которые иногда устанавливались в казахских аулах. Это были особые трубы с отверстиями, на ветру они издавали свист, чем помогали пастухам и охотникам верно ориентироваться в степи.

Поет и песок

Джебель Накуг (Колокольная Гора) на берегу Красного моря с давних пор овеяна легендами. Когда человек взбирается на ее вершину, песок будто стонет под ногами.

В недрах этой горы, считают жители Синайского полуострова, спрятан большой монастырь. В урочный час гудят его подземные колокола, призывая монахов к молитве. Тогда вся гора начинает дрожать от этих мощных звуков…

- Откуда ты знаешь, что в глубине горы монастырь? Я вот в этом сомневаюсь, - заметил как то путешественник, выслушав от араба проводника старую легенду.

- Как! - воскликнул в ужасе тот. - Сомневаешься?! Ты совершаешь этим великий грех. То, что говорят наши деды и отцы, - сущая правда. Кто им не верит, тот оскорбляет аллаха. Старинные предания священны, им нельзя не верить…

- Прежде чем поверить, я хочу проверить, - сказал путешественник.

- О, не делай этого! Аллах убьет тебя. Нельзя проверять чудеса; они - знамения божьи.

В этой небольшой сценке отражена сущность любой религиозной веры. Нельзя, непозволительно хоть как то сомневаться в том, чему учит религия. Нельзя, если даже то, что утверждается, противоречит твоему разуму и опыту всей жизни. Недаром один из столпов христианства карфагенец Тертуллиан провозглашал принципом веры: "Это верно, ибо невероятно. Это не подлежит сомнению, ибо абсурдно". Исходя из таких принципов, нельзя проверять и чудеса. Ведь они - деяние всевышнего, поэтому в них следует просто верить, верить слепо, не рассуждая.
не проверяя.

Вернемся, однако, к звучащей горе. Надо сказать, она далеко не одинока на свете. В тридцати пяти километрах от Кабула есть гора Рег Раван, по-русски Колеблющаяся Гора. Подобно Джебель Накугу, она покрыта пластом белого песчаника. Когда несколько человек сходят с нее, раздается звук, похожий на барабанный бой. Похожее явление известно в Чили, в долине Копиано. Здесь расположен холм Эль Брамадор, что значит Воющий. Встречаются такие холмы в Калифорнии (США) - они тоже иногда громко "плачут" и "стонут".

Есть на земле места, где звучат обширные площади движущихся песков так, что кажется, будто вокруг поет вся пустыня. При этом более громкие звуки издают пески на гребнях барханов и дюн. В других местах звучат лишь небольшие участки среди песков, песчаные косы и пляжи, подчас поросшие кустарником. Поющие пески у нас в стране можно услышать на отмелях Кольского полуострова, на Рижском взморье, в долинах рек Вилюя и Лены, на Байкале.

Порой такие пески издают самые неожиданные звуки. То под ногами идущего человека слышится что-то вроде лая собак, то звон натянутой струны, а то и рокот авиационных моторов. Жители города Никополя многократно слышали звучание песка на косе, которая находится на речке Лапинке (один из рукавов Днепра). Очень хорошо это пение было слышно в 1952 году, особенно после дождя, когда верхний слой песка слипался, затем подсыхал, образуя рыхлую корку. Когда по нему шли, он издавал звуки, похожие на свист воздуха, выпускаемого из автомобильной камеры.

О том, сколь сильное впечатление производит иной раз это природное явление, рассказал Джек Лондон в своем романе "Сердца трех":

"Каждый шаг по песку вызывал целую какофонию звуков. Люди замирали на месте - и все замирало вокруг. Но стоило сделать хотя бы шаг, и песок снова начинал петь.

- Когда боги смеются, берегись! - предостерегающе воскликнул старик.

Он начертил пальцем круг на песке, и пока он чертил, песок выл и визжал; затем старик опустился на колени, - песок взревел и затрубил. Пеон, по примеру отца, тоже вступил в грохочущий круг, внутри которого старик указательным пальцем выводил какие-то каббалистические фигуры и знаки, - и при этом песок выл и визжал".

У многих народов известны различные легенды об этом таинственном звучании. В них повествуется о том, что в прибрежных песках поют прекрасные сирены, которые завлекают моряков, чтобы погубить их на скалах, или о том, что это звучат занесенные песками города, или о заточенных под землей злых духах…

Загадки задает бархан

На правом берегу реки Или, в ста восьмидесяти двух километрах от Алма Аты, находится знаменитый Поющий бархан. Длина его достигает двух километров, ширина - полукилометра, а высота - ста пятидесяти метров. Сложен он из чистого желтого песка, отливающего золотом. Венчает бархан острый гребень.

Песок тут звучит, когда начинает осыпаться. Звук то усиливается, то ослабевает, напоминая рокот моторов самолета. А иной раз он похож на звук идущего по реке колесного парохода. В безветренную и в дождливую погоду, а также зимой бархан молчит. Но когда сухо, его нетрудно заставить звучать - надо лишь подняться на вершину и быстро сбежать вниз по крутому склону. При этом возникает громкий звук, будто бархан выражает свое недовольство вторжением человека.

"Мы несемся, - рассказывает о своих впечатлениях профессор П.И. Мариковский, - вниз по горе, как на салазках, и с нами катится лавина песка. Песчаная гора громко гудит и содрогается в такт своей странной музыке. Увлеченные необыкновенным спуском, буйством ревущего песка, хлопая по нему ладонями и отталкиваясь от него руками, мы ускоряем спуск, и гора трясется, как в лихорадке, гул все ширится и растет, дрожание горы все сильнее и сильнее".

Когда дует сильный ветер, холм издает гул, напоминающий звучание органа. Об этом гуле сложены легенды: старики из казахских селений рассказывают, что внутри бархана воет шайтан, упрятанный туда аллахом.

Что же заставляет пески звучать? Некоторые ученые считают, что звук рождается при трении множества песчинок друг о друга. Песчинки покрыты тонким налетом соединений кальция и магния, и звуки возникают наподобие того, как если по струнам скрипки проводят смычком, натертым канифолью.

Другие исследователи полагают, что основная причина заключена в движении воздуха в промежутках между песчинками. Когда бархан осыпается, промежутки между песчинками то увеличиваются, то уменьшаются, воздух то проникает в них, то выходит из них. При этом и возникают звуковые колебания.

Есть и такое объяснение: звуки вызываются электризацией песка. Благодаря трению песчинки поющей горы заряжаются разноименными электрическими зарядами и начинают отталкиваться одна от другой. А это вызывает звуки как при обычном электрическом разряде. Советскому ученому Я.В. Рыжко удалось искусственно получить такой звучащий песок. Он взял обычный речной песок, просушил и очистил его от пыли, удалил из него все посторонние примеси и затем наэлектризовал при помощи обычной электрофорной машины. И песок зазвучал - при нажиме на него рукой издавал скрипящие звуки.

Исследователи установили: звучат пески только при определенных условиях. Способен на это лишь очень чистый кварцевый песок, с зернами диаметром в 0,3…0,5 миллиметра. А в сырую погоду или после дождя он молчит.

"О причинах звучания песка, - пишет П.И. Мариковский, - существует много догадок. Однако все они относятся к нежному поскрипыванию песка при его движении, но не объясняют гула. Мне кажется, что гул песка - звук, очень похожий на рев реактивного самолета, - можно объяснить следующим.

В любом бархане на небольшой глубине образуется слой уплотненного влажного песка. Весной после дождей, а также осенью он смыкается с поверхностным, тоже влажным слоем - и тогда бархан становится немым. Летом в жару песок сверху высыхает, влажный слой, возникающий вследствие конденсации влаги из воздуха, залегает глубже, но под ним снова идет сухой песок. Когда по бархану течет песчаная лавина, то верхние слои песка, испытывая меньше трения, обгоняют нижние, при этом возникает своеобразная, хорошо заметная волнистость поверхности. Она передается толчками на слои влажного песка, и он, как дека музыкального инструмента, резонирующая от колебания струны, начинает вибрировать, издавая характерный гул".

Между прочим, когда такой песок привозят для изучения в лабораторию, он замолкает. Но если его поместить в герметически закрытый сосуд, он снова начинает звучать. Почему? Пока можно только высказать предположения.

Многое в этом интересном природном явлении остается еще невыясненным.

Комментариев нет:

Отправить комментарий