Тайната на пеещите дюни

Хората отдавна знаят за странните звуци, които се чуват понякога в пустинята или по крайбрежията, където се издигат купчини от пясък. Известно е, че тези звуци се произвеждат от дюните в момента, когато отгоре се свлича лавина, състояща се от дребни песъчинки, но до сега конкретния механизъм, по който възникват тези звуци, си оставаше тайна. Сега Бруно Андреоти от Университета в Париж- (Université de Paris VII) е показал, че тези звуци възникват поради колебания в ниско лежащите пясъчни слоеве, които се получават от сблъсъка между зрънцата пясък. Тази негова работа е публикувана в края на 2009 година в Physical Review Letters.
„Пеенето на дюните е едно от най-озадачаващи и потресаващи въображението природни явления, с които някога съм се сблъсквал” - признава Андреоти. Произвежданите от дюните звуци може да се чуят на разстояние до 10 километра. Те напомнят едновременно биене на барабани и бучене на ниско летящ реактивен самолет. Някои даже ги сравняват със звук от тромпет или с нискочестотно жужене на електрически проводници. Тези звуци могат да имат сила до 105 децибела, а честотата им да бъде между 95 и 105херца.
Пеенето на дюните е очаровало известния пътешественик Марко Поло , когато пресичал пустинята Гоби през XIII век, а за тези тайнствени звуци може да се прочете и в китайската литература от IX век.
Френският физик доставил своето оборудване от Париж в мароканската част на пустинята Сахара( Северозападна Африка, от страната на Атлантическото крайбрежие), където има повече от 19 хиляди дюни. Пустинята в Мароко е едно от тридесетте места в света, където се срещат „пеещи” дюни. Вятърът там постепенно издухва пясъка от подветрената част на всички тези „полумесеци”, като кара дюните да растат нагоре и да „пълзят” напред. Когато пясъкът се натрупа достатъчно много, надолу слиза лавина и дюните започват да „пеят”. Според африканските племена, тогава с тях разговаря сам Бог.
Андреоти и неговите помощници са се занимавали с паралелно измерване на вибрациите в пясъчните слоеве и акустическите колебания на въздуха, а след това получената информация за честотата, амплитудата и фазите, се въвеждали заедно. Вдсичко това позволило да се стигне до извода, че колебанията в пясъка наподобяват малки еластични звукови вълни, които се локализират в повърхностните слоеве на дюните и имат амплитуда, представляваща четвърт диаметър на отделната песъчинка.
Оказва се, че звуците от дюните, това са последици от пясъчните сривове, по време на които отделните песъчинки се удрят една в друга, пораждайки еластични вълни на повърхността на дюните, което на свой ред води до вибрации във вътрешните слоеве на пясъка, влизащи в резонанс с тези микросблъсъци. В крайна сметка слоевете пясък започват да действат подобно на мембрана във високоговорител.
Сега Андреоти възнамерява да изучи този процес както в лабораторни условия, така и с помощта на компютърно моделиране. Получените резултати може да се окажат напълно приложими за описание на поведението на всички гранулирани материали.