Поющие пески

Поющие пески и гремящие горы остаются необычным и загадочным явлением и в наши дни. Поэтому неудивительно, что они породили множество мифов и легенд в древние времена. Первые упоминания о них встречаются уже в самых ранних памятниках письменности. Китайцами более 1000 лет назад описан «холм поющих песков» высотой около 150 метров в провинции Кансу. Между острыми вершинами холма будто бы находится отверстие, которое песок не может засыпать. Холм звучит сам по себе, и является предметом культа. В «пятый день пятой луны» в праздник дракона люди поднимаются на холм, скатываются вниз, и холм начинает «говорить голосом дракона» — гудеть и грохотать.

Изучением поющих песков занимались многие ученые. В результате этих исследований был установлен ряд любопытных фактов. Например, что поющие пески распространены по всему миру. Но ландшафт, где они встречаются, бывает только двух типов: пески пустынь и прибрежные пески.

Пустынные поющие пески распространены весьма широко. Они есть в Китае и Монголии, в песчаных пустынях Египта, Африки и Аравии. Так же известны звучащие пески в горах Калкан, в Средней Азии. Но нередко встречаются поющие пески и на побережьях рек, морей, океанов.

Так, было замечено звучание песка на пляже Терского берега Кольского полуострова. Есть поющие пески и в долине реки Лены, и в США — на побережье Массачусетса, на озерах Мичиган, Гуран и Чэмплейн, на реках Висконсин, Миссисипи и Кэйп Фир, во многих пунктах Калифорнии, на Гебридских о-вах и в других местах.

В Англии 60 лет назад были открыты поющие пески на трех побережьях. А в Соединенных Штатах только на Атлантическом побережье описано уже 74 пункта.

Основное отличие песков пустынь от прибрежных песков заключается в качестве издаваемых звуков. Они отличаются частотой и длительностью, различны и условия для их возникновения. Звук прибрежных песков похож на свист, а «голос» песков пустыни — на гудение. И ни разу не было отмечено такого случая, чтобы прибрежные пески издавали низкие звуки.

Звук песков пустыни обычно низкой частоты, длится от нескольких секунд до 15 минут и может достигать такой силы, что разносится на многие километры.

Звук прибрежных песков высокой частоты и длится менее четверти секунды.

Тем не менее, несмотря на такое различие в звуке, диаметр частиц в обоих случая примерно одинаков: от 0,2 до 0,35 миллиметра.

При легких порывах ветра «поющие» пески издают музыкальные, как правило, приятного тембра звуки. Иногда исследователи сравнивают их со звенящей струной, иногда с грандиозной арфой или морской сиреной. Под ногами человека или животного эти звуки становятся особенно причудливыми. Один из исследователей описал необычное вибрирующее гудение, которое он слышал в Египте, такой силы, что закладывало уши. В пустыне Лоб-Нор, в китайской провинции Синьцзян, перед началом песчаных бурь пески издают звуки, напоминающие бой барабана.

Из отечественных ученых наиболее живописно звучание песков Кольского полуострова описывает В. К. Маляревский. «На первые же шаги песок пляжа ответил глухим ворчанием. Это был не обычный скрип песка, но звук, удивительно напоминающий ворчание собаки. Я топнул ногой. Песок взвизгнул»... «Налетевший порыв ветра взметнул песок, и вокруг меня все запело, зазвенело...».

Дальше он сравнивает звуки, издаваемые песком, с переливами флейты, воем маленькой сирены, скрежетом и даже с всхлипыванием, лаем и похрюкиванием, в зависимости от того, ступили ли на песок ногой, погладили ли его рукой, помяли ли его в мешочке, или просто кинули на него рюкзак.

Все ученые отмечают также, что тембр и характер звука зависит от формы и твердости тела, приходящего в контакт с песком, и силы, которую при этом приложили. Тональность же меняется в зависимости от скорости движения.

Следующий довольно важный момент: отличие поющих песков от обычных, или «немых». На глаз отличить участок с поющим песком от «немого» невозможно. И форму такие участки могут иметь самую неожиданную. Они то вдаются узкой звучащей косой в пляж, то располагаются грядой гигантских барханов. Например, на Терском берегу Кольского полуострова поющий участок имеет форму треугольника площадью от 5 до 8 га. Единственное внешнее отличие этого участка от «немых» песков в том, что на нем нет мелкой ряби.

Детальное изучение показало, что зерна поющего песка, как правило, имеют примерно одинаковый размер, хорошо отполированную не нарушенную поверхность, сам песок практически не содержит пыли, грязи, органических примесей. Сила звука зависит от отсутствия тонкозернистого материала — глинистых частиц. Форма песчинок большей частью шарообразная или яйцевидная. Обычно поющие пески имеют светлую окраску.

Исследователь Дж. Блейк, изучавший поющие пески Гавайских островов, обнаружил, что каждая из песчинок была пронизана тонким каналом, открытым с одного конца. Но и немые пески могут обладать таким каналом. Блейк считал, что эти каналы играют роль резонатора, и что, вероятно, из-за них и происходит звучание. Однако в других поющих песках это не было обнаружено.

Высокая однородность частиц может способствовать легкому скольжению слоев песка, необходимому для создания звука. Однако она вовсе не является необходимым условием. Известны гудящие дюны, например Песчаная гора в пустыне Калахари, состоящие из песчинок самых разнообразных размеров, а многие пески с «отборными» частицами молчат. Более того, в 1936 году удалось поставить эксперимент, в котором добились гудения кубических кристаллов обычной поваренной соли.

Все исследователи отмечают, что поет только сухой песок. Утром, когда воздух холоден и песок влажен, от него нельзя добиться звучания. Точно также сразу после дождя пески не звучали. Зато, когда верхний слой начинал подсыхать и сдвигаться под действием ветра, звук становился сильнее, чем до ливня.

Ученые объясняют это тем, что во время дождя вымываются глинистые загрязнения. Такое промывание, видимо, периодически даже необходимо для улучшения структуры песка. Во всяком случае, свистящие пески редко простираются вглубь побережья более чем на 30 метров.

В японском городке Осодаки с помощью промывания удалось вернуть голос песку, молчавшему миллионы лет. Городок этот находился на побережье, и существует много свидетельств, что песчаные отложения в его окрестностях раньше обладали музыкальными свойствами. Жители Осодаки с помощью водяной мельницы, стоящей на горной речке, имитировали действие морских волн на прибрежный песок. Примерно через 1000 часов работы песок зазвучал в сухом виде. А еще через 1000 часов промывки он начал звучать даже в воде. Японцы сделали игрушку: цилиндр длиной 12 и диаметром 5 сантиметров наполнили смесью из 100 граммов воды и 100 граммов песка. Медленно покачав игрушку, можно услышать звук, напоминающий кваканье лягушки.

Относительно же механизма звучания песка существует несколько разных гипотез. Так, согласно одной из них, звучание песков происходит от трения песчинок, покрытых тонким налетом из соединения кальция и магния. Это явление похоже на движение натертого канифолью смычка по струнам скрипки.

С. Карус-Вильсон, изучавший пески острова Эйгг, считает, что причина звука — это трение песчинок. Другие ученые не согласны с этой теорией и считают причиной звука газы, образующиеся между песчинками.

Гумбольдтом и Раймонди была выдвинута версия, что звук принадлежит подземным водам, которые приходят в движение при понижении температуры ночью.

Бегнольд предлагал несколько теорий звучания. И среди них теорию, связывающую звуки с пьезо-электрическими свойствами кристаллов кварца и с неизвестными пока особенностями молекулярного строения поверхности песчинок.

Выдвигались так же теории, связывающие звучание песка с электризацией, появляющейся при трении песчинок. Как мы видим, существует множество теорий, иногда совпадающих, но еще нет единого объяснения, которое подошло бы ко всем случаям.

Много раз пытались ученые воспроизвести звучание песка в лабораторных условиях. Оказалось, это сложно. За исключением тех случаев, когда песок был привезен в герметически закрытых стеклянных бутылках. Вернуть утраченное «пение» удавалось путем просеивания и очистки от пыли и угловатых частиц кварца. В случае с образцами из пустыни Калахари, удалось вернуть звучание, нагрев пески до 200 градусов.

Интересный эксперимент провел Я. В. Рожков. Он заставил звучать обыкновенный речной песок, который в природе был «немым». Исследователь хорошо просушил и провеял песок, удалил посторонние тела и крупные частицы. Затем песок был наэлектризован при помощи электрофорной машины. После этого песок стал издавать звуки при нажатии рукой, сначала довольно громкие, но потом все более тихие. Постепенно песок опять «замолчал». Контрольный пакет такого же, но необработанного песка звуков не издавал совсем.

Другой интересный эксперимент провел Бэгнольд. Он использовал в качестве резонатора круглый стальной, или фарфоровый сосуд для усиления звучания песка. В таком сосуде Бэгнольду удалось заставить звучать даже искусственный песок, состоящий из маленьких стеклянных шариков. В других условиях такой песок не звучал. Таким образом, идеальная чистота, равнозернистость и идеальная шаровидная форма искусственных песчинок — необходимое, но недостаточное условие для образования поющих песков.

В заключение следует отметить, что настоящее время количество звучащих песков на нашей планете стремительно сокращается. Это связано с интенсивным движением транспорта на побережьях и в пустынях, с развитием массового туризма, загрязнением воздуха и воды. Можно сказать, что музыкальные способности песков служат естественным индикатором экологического состояния Земли.

Кстати, в японском городе Нима находится Музей песка. В шести стеклянных пирамидах собраны образцы песка со всего мира, а в самой большой из них высотой 21 метр и с основанием 17 на 17 метров находятся самые большие в мире песочные часы, точнее — годовой песочный календарь.