Singing Dunes:Τι κάνει αυτούς τους αμμόλοφους να τραγουδούν;

Τα τραγούδια των αμμόλοφων πυροδοτούνται από χιονοστιβάδες άμμου. Τα στρώματα των αμμόλοφων ενισχύουν περαιτέρω αυτούς τους ήχους και φτάνουν σε εμάς ως ένα δυσοίωνο βουητό.

"Υπάρχει ένα θαυμάσιο πράγμα που σχετίζεται με αυτήν την έρημο, το οποίο είναι ότι όταν οι ταξιδιώτες κινούνται τη νύχτα και ένας από αυτούς έχει την ευκαιρία να μείνει πίσω, θα ακούσει πνεύματα να μιλάνε.

Ακόμα και την ημέρα ακούει κανείς αυτά τα πνεύματα να μιλάνε. Και μερικές φορές θα ακούσετε τον ήχο μιας ποικιλίας μουσικών οργάνων, και ακόμη πιο συχνά τον ήχο των τυμπάνων. Ως εκ τούτου, στην πραγματοποίηση αυτού του ταξιδιού «είναι σύνηθες για τους ταξιδιώτες να παραμένουν κοντά».

– Μάρκο Πόλο (Τα ταξίδια του Μάρκο Πόλο)

Οι έρημοι θεωρούνταν πάντα απόκοσμα και παράξενα μέρη, και αυτό το απόσπασμα από το ταξίδι του Μάρκο Πόλο του 13ου αιώνα προσθέτει σε αυτή τη αινιγματική παράδοση. Εκτός από το Polo, πολλοί εξερευνητές, συμπεριλαμβανομένου του Charles Darwin και του Babur, έχουν αναφέρει ότι άκουσαν βουητά πνεύματα και δυσοίωνες φωνές στις ερήμους. Ακόμη και σήμερα, μελωδίες που μοιάζουν με μουσικές νότες ακούγονται σε πολλές ερήμους σε όλο τον κόσμο, αλλά σε αντίθεση με τον θρύλο, αυτοί οι ήχοι δεν προκαλούνται από τρομακτικά πνεύματα.

Οι μυστικιστές τραγουδιστές των άνυδρων ερήμων είναι οιθίνες που απλώθηκε στην απεραντοσύνη του.

Τι κάνει όμως τους αμμόλοφους να τραγουδούν;

Για πολύ καιρό, οι άνθρωποι έχουν σηκώσει τους ώμους από τους αμμόλοφους λέγοντας, «πρέπει να είναι ο άνεμος», αλλά το μυστικό του ήχου δεν είναι τόσο απλό.

Αμμόλοφοι

Οι αμμόλοφοι σχηματίζονται όταν η άμμος, που μεταφέρεται από τον άνεμο, συσσωρεύεται σε μεγάλη κλίμακα. Ανάλογα με το σχήμα του σωρού, οι αμμόλοφοι διακρίνονται σε διαφορετικούς τύπους. Κυμαίνονται από τους αμμόλοφους barchan σε σχήμα ημισελήνου έως γραμμικούς, παραβολικούς, θόλους και αστεροειδή αμμόλοφους.

Ορισμένοι αμμόλοφοι παράγουν ένα διακριτό βουητό χαμηλής συχνότητας που ορίζεται ως «τραγούδι», «βουίζει» ή «βουίζει». Αυτό που τα κάνει ξεχωριστά είναι ότι αυτοί οι ήχοι μοιάζουν με τις μουσικές νότες ενός τσέλο ή τον ήχο droning ενός αεροσκάφους. Αυτά τα τραγούδια μπορούν να διαρκέσουν για λίγα λεπτά και μπορούν να ακουστούν έως και 10 χιλιόμετρα μακριά.

Οι Barchan είναι οι πιο συνηθισμένοι αμμόλοφοι στη γη και είναι αυτοί που πιο συχνά «τραγουδούν». (Φωτογραφία:Anne97432/Wikimedia commons)

Πώς τραγουδάει ένας αμμόλοφος;

Η επιστήμη πίσω από το τραγούδι των αμμόλοφων είναι ένα θέμα έντονης συζήτησης τις τελευταίες δεκαετίες. Υπήρξαν πολλές θεωρίες που συνδέουν τα τραγούδια της άμμου με τη φύση του ανέμου, το μέγεθος των σωματιδίων των κόκκων, το τοπίο των ερήμων και τη δομή των αμμόλοφων, αλλά οι περισσότερες από αυτές αποτυγχάνουν να εξηγήσουν όλα τα ερωτήματα που σχετίζονται με ανθεί.

Τι ξεκινά την άνθηση; Πώς μπορεί να ακούγεται τόσο μακριά; Γιατί ο ήχος μοιάζει με μουσικές νότες; Και γιατί δεν τραγουδούν όλοι οι αμμόλοφοι;

The Singing Dunes of the Gobi Desert (Photo Credit :Anton Petrus/Shutterstock)

Γιατί δεν τραγουδούν όλοι οι αμμόλοφοι;

Δεν είναι όλοι οι αμμόλοφοι καλοί τραγουδιστές. Οι αμμόλοφοι πρέπει να πληρούν ορισμένες προϋποθέσεις για να παράγουν αυτούς τους ήχους κύλισης.

• Πρώτον, η άμμος πρέπει να είναι εξαιρετικά ξηρή , που είναι αρκετά εύκολο να επιτευχθεί σε μια έρημο. Ωστόσο, ακόμη και μικρές ποσότητες υγρασίας ή υγρασίας μπορούν να φιμώσουν τους αμμόλοφους.
• Τα σωματίδια άμμου πρέπει να έχουν ομοιόμορφο μέγεθος (μέση διάμετρος 200 μm). Αυτή η προϋπόθεση πληρούται από τον άνεμο. Ο άνεμος τείνει πάντα να ανυψώνει σωματίδια μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος μεγεθών, λειτουργώντας ως κόσκινο για την άμμο.
• Τα σωματίδια άμμου πρέπει να είναι σφαιρικά και ομαλή . Χαλαζιακή άμμος είναι γνωστό για τη στρογγυλεμένη, γυαλιστερή δομή του, επομένως η άνθηση έχει παρατηρηθεί κυρίως σε αμμόλοφους που περιέχουν μεγάλη ποσότητα χαλαζία.

Quartz Sand (Προσφορά φωτογραφίας:Dr. Norbert Lange/Shutterstock)

Τι κάνει τους αμμόλοφους να τραγουδούν;

Οι αμμόλοφοι δεν είναι σταθερές κατασκευές. Αποτελούνται από ένα άκαμπτο εσωτερικό στρώμα στενά συσκευασμένης άμμου που ολοκληρώνεται από ένα στρώμα χαλαρής άμμου που μπορεί να έχει πάχος περίπου 1-2 μέτρα.

Ένας τυπικός αμμόλοφος μπορεί να ανέβει μόνο σε ένα ορισμένο ύψος και κλίση. Όταν ξεπεράσει αυτό το όριο, η άμμος αρχίζει να γλιστράει στον αμμόλοφο, με αποτέλεσμα μια χιονοστιβάδα. Αυτές οι χιονοστιβάδες πυροδοτούν τη φυσική άνθηση των αμμόλοφων.

Dune Avalanche Moving Downhill (Φωτογραφία :Rygel, M.C./Wikimedia commons)

Μερικές φορές, μπορούμε επίσης να τους προκαλέσουμε γλιστρώντας στην πλαγιά ενός αμμόλοφου.

Πώς όμως η ολίσθηση της άμμου οδηγεί σε ένα μουσικό βουητό; Για να το καταλάβουμε αυτό, ας εξετάσουμε την αναλογία ενός βιολιού ή του βιολοντσέλου. Πώς το τρίψιμο πάνω από δύο χορδές παράγει μουσική; Μέσω της αλληλομετατροπής της ενέργειας.

Όταν γλιστράμε το τόξο ενός βιολιού πάνω από τις χορδές, η τριβή από το τόξο κάνει τις χορδές να δονούνται, δηλαδή η ενέργεια τριβής μετατρέπεται σε δονητική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια μεταφέρεται στο ξύλινο σώμα του βιολιού.

Μέσα στο ξύλινο σώμα υπάρχει μια κοιλότητα, η οποία ενισχύει μια συγκεκριμένη συχνότητα από τη δόνηση μέσω συντονισμού. Έτσι, τα ηχητικά κύματα μιας συγκεκριμένης συχνότητας συσσωρεύονται και ενισχύονται μέσα στην κοιλότητα. Τέλος, το ηχητικό κύμα μεταφέρεται στον αέρα από το ξύλινο σώμα και το ακούμε ως μουσική όταν τα κύματα φτάνουν στα αυτιά μας.

Κάτι παρόμοιο συμβαίνει μέσα σε έναν αμμόλοφο, αλλά σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα.

Science Behind Singing Dunes

Κατά τη διάρκεια μιας χιονοστιβάδας, οι κόκκοι άμμου ομοιόμορφου μεγέθους τρίβονται μεταξύ τους. Αυτό το κούρεμα κόκκων παράγει ενέργεια τριβής, παρόμοια με τα τόξα του βιολιού. Επίσης, όταν η άμμος γλιστράει προς τα κάτω από ύψος, η δυναμική ενέργεια της άμμου μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια, η οποία λειτουργεί επίσης ως πρόσθετη πηγή ενέργειας.

Η ενέργεια από τη χιονοστιβάδα κάνει ακόμη περισσότερα σωματίδια άμμου να δονούνται, έτσι η τριβή και η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε δονητική ενέργεια μέσα στην άμμο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία σύντομων παλμών ήχου που ονομάζονται «ρεψίματα» .

Το κούρεμα της άμμου έχει ως αποτέλεσμα εκπομπές ρέψης (Photo Credit :Ivan Sommer/Shutterstock)

Θυμηθείτε την αναφορά του «drum sand» στην ταινία Dune ? Όταν ο Παύλος πατάει κατά λάθος πάνω σε κομμάτια τυμπάνου άμμου, η άμμος ενισχύει τον ήχο των βημάτων του, προσελκύοντας έτσι τον αμμοσκώληκα σε αυτόν. Όπως η τύμπανο άμμος του Arrakis, οι αμμόλοφοι μας που τραγουδούν μεταμορφώνουν τα σύντομα ρέψιμο από τη χιονοστιβάδα σε ένα δυνατό, μακρύ βουητό.

Η θεωρία των κυματοδηγών

Ένας κυματοδηγός , όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι κάτι που οδηγεί ένα κύμα. Όταν ήσασταν μικροί, πιθανότατα παρατηρήσατε ότι η χρήση ενός χάρτινου σωλήνα για να μιλήσετε στα αυτιά του φίλου σας σας έκανε να ακούγεστε πιο δυνατά και καλύτερα. Αυτό είναι ένα κλασικό παράδειγμα κυματοδηγού. Αποτρέπει τη διαφυγή των ηχητικών κυμάτων στο εξωτερικό περιβάλλον και τα ενισχύει μέσω εσωτερικής ανάκλασης.

Το πάχος του κυματοδηγού καθορίζει τη συχνότητα που ενισχύει κυρίως. Εάν ο κυματοδηγός είναι πολύ στενός, δεν μπορεί να διαδώσει τον ήχο.

Τραγουδώντας τους αμμόλοφους του Κατάρ. Οι αμμόλοφοι που τραγουδούν έχουν εντοπιστεί σε περίπου 35 τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. (Φωτογραφία :Danila SLSK Photography/Shutterstock)

Σύμφωνα με τη θεωρία των κυματοδηγών των Nathalie Vriend και ML Hunt, το χαλαρό στρώμα άμμου που βρίσκεται ανάμεσα στην ατμόσφαιρα και το άκαμπτο υπόγειο στρώμα του αμμόλοφου λειτουργεί ως σεισμικός κυματοδηγός.

Οι κοιλότητες στο χαλαρό στρώμα άμμου (όπως η κοιλότητα ενός βιολιού), διεγείρουν μια συγκεκριμένη συχνότητα από την εκπομπή ρέψης, ρυθμίζοντας και εκκινώντας έτσι το διακριτό ρολό.

Το συμπαγές υποστρώμα του αμμόλοφου αντανακλά τα κύματα και εμποδίζει τη διάχυση τους. Έτσι, ο ήχος ενισχύεται σε μεγάλη κλίμακα μέσα στην άμμο και τελικά βγαίνει στην ατμόσφαιρα ως «τραγούδι».

Συμπέρασμα

Έτσι, η διατμητική άμμος υποκινεί τον ήχο, ο «κυματοδηγός» ρυθμίζει τη συχνότητα, το σκληρό υποστρώμα ενισχύει το σήμα και, τέλος, η επιφάνεια του αμμόλοφου αφήνει το τραγούδι να βγει στην ατμόσφαιρα σαν μεγάφωνο.

Αυτή η θεωρία εξηγεί επίσης γιατί ο ήχος που παράγεται από κάθε αμμόλοφο είναι διακριτός και γιατί όλοι οι αμμόλοφοι δεν τραγουδούν.

Ανάλογα με το πάχος του στρώματος άμμου, η ενισχυμένη συχνότητα ποικίλλει και σε ορισμένα πάχη, καμία συχνότητα δεν ενισχύεται. Τα τραγούδια των αμμόλοφων εμφανίζονται συνήθως σε ένα εύρος συχνοτήτων 70-105 Hz.

Ομοίως, η άμμος πρέπει να είναι στεγνή, καθώς η υγρή άμμος είναι συμπαγής και αλλοιώνει τη στρώση του αμμόλοφου. Επίσης, η παρουσία ομοιόμορφων, σφαιρικών κόκκων παρέχει καλύτερη διάτμηση.

Έτσι, από όλες τις θεωρίες που έχουν διατυπωθεί μέχρι στιγμής, η θεωρία των κυματοδηγών είναι αυτή που παρέχει το μεγαλύτερο κλείσιμο στην επιστήμη πίσω από το φαινόμενο.

Οι αμμόλοφοι που τραγουδούν είναι ουσιαστικά γιγάντια μουσικά όργανα που δημιουργεί και παίζει η φύση. Τα αδιάκοπα τραγούδια της ερήμου έχουν εμπνεύσει καλλιτέχνες και επιστήμονες. Ακούγοντας τους αμμόλοφους που βουίζουν σίγουρα θα στοιχειώσει και θα ταράξει το μυαλό σας σε μια μοναχική έρημο… δεν είναι περίεργο που οι αρχαίοι ταξιδιώτες παρασύρθηκαν από αυτό το μυστικιστικό βουητό.