“鸣沙”之谜

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  曾经有首老歌唱道:“有一个美丽的传说,精美的石头会唱歌,它能给勇敢者以智慧,也能给勤奋者以收获。只要你懂得它的珍贵啊,山高那个路远也能获得。”——其实,会唱歌的石头,现实中就有;而会唱歌的沙子,神州大地,更是所见甚多。
  
  鸣沙山 响沙湾
  
  甘肃敦煌,以其沟通东西的丝路重镇的历史地位享誉世界的莫高佛窟的神奇文化,吸引着八方游客纷至沓来;来到敦煌的游客,又无不期待着能在鸣沙山亲身感受一回谜一般的鸣沙。
  鸣沙山位于敦煌市南不远处,东西长约40千米,南北宽约20千米,相对高度数十米,最高山峰250米。鸣沙山以鸣沙得名,自古以来也因鸣沙而著名。据唐后期的全国地理总志《元和郡县志》记载:“鸣沙山一名神沙山……其山积沙为之,峰峦危峭,逾于山谷,四面皆为沙垅,背如刀刃,人登之即鸣,随足颓落,经宿风吹,辄复如旧。”
  1000多年过去了,鸣沙山依然神奇:从山顶滑沙而下,运气好的时候,但闻鸣声不绝于耳;如果晚间下滑,有时还能见到转瞬即逝的束束火花,更添一份奇异。据报道,1991年5月28日,敦煌市体育运动委员会组织了一次滑沙比赛,其间,测出鸣沙的最大声音强度竟然达到了67分贝!我们知道,声音超过50分贝就会影响睡眠和休息,而70分贝以上就会干扰谈话、影响工作效率,“鸣沙”声音之大可见一斑。
  然而有趣的是,人们来到鸣沙山,正是为了追求这不知从何而来的“噪音”。古人不明究竟,称呼此山为“神沙山”,并立祠祭之;“沙岭晴鸣”,成为敦煌富有魅力的一景。史书里有记载,天气晴朗之时,山有丝竹管弦之音,犹如奏乐。
  敦煌鸣沙山之鸣,又非独奏个唱。因为鸣沙可以带来旅游经济效益,也因为鸣沙充满了神奇甚至怪异,务实的政府与探奇的勇士,在广袤的中华大地上,发现了一处又一处会唱歌的沙子:
  木垒鸣沙山,位于新疆昌吉州木垒县境内,当地哈萨克人称之为“阿依艾库木”,意为“有声音的沙漠”。其山雄踞沙海,平地而起,共有5座赭红色的垄状沙丘。每当汽车开近时,常有雷鸣号角之声从沙丘内部发出,时断时续,时高时低,忽如丝弦悠扬,忽若铁骑奔突,而当数人并排滑下时,随着黄沙的滚动,或闻遍山回荡叱咤风雷之声。
  巴里坤鸣沙山,位于新疆巴里坤县东南方平坦的大草原上,是一片连绵耸立着的白色沙山。由于这沙山时常发出奇怪的声响,人称“鸣沙山”。当地传说,大唐奇女樊梨花携西征的女兵曾经隐藏于此,却被一阵漫天的风沙吞没,而那鸣鸣的声响,便是冤死的女兵们思念故乡的千年呼喊。
  达拉特旗响沙湾,坐落在内蒙古达拉特旗境内库布其沙漠东端,蒙语中称为“布热芒哈”,意为“带喇叭的沙丘”。高大的沙丘呈月牙形状,横亘数里,而由丘顶往下滑溜时,或会听见轻如青蛙“呱呱”的叫声,重如飞机“嗡嗡”的轰鸣声。
  中卫沙坡头,地处宁夏中卫市腾格里沙漠东南缘。过去,沙坡头以沙漠生态治理成果闻名于世:现在,则入选《中国国家地理》杂志评出的“中国最美的地方”——中国最美的五大沙漠之一。沙坡头有百米沙山,沙坡面呈凹形,悬若飞瀑,游人滑沙,但闻沉闷浑厚的奇特沙响,因此得名“金沙鸣钟”。
  然而,相对于上述这些小小舞台上的鸣沙旋律,曾经荣膺“中国最美的五大沙漠”第一名的巴丹吉林沙漠,无疑就是具天地奇响、扬自然妙音的巨大舞台了。巴丹吉林沙漠位于内蒙古阿拉善盟的阿拉善高原西部,面积4.4万平方千米。1996年初,中国科学院兰州沙漠研究所的专家们在考察中发现,巴丹吉林沙漠竟是一个特大的鸣沙区!作为目前已知的世界上最大的响沙区,滑行其上甚至行走其中,时常可闻犹如飞机掠过天空发出的轰鸣之声,壮观骇人!
  可以肯定地说,会奏旋律会唱歌的沙山、沙湾、沙坡、沙漠,在沙漠面积广大的我国,一定远远不止上述几处。由于自然条件的恶劣,抱着对“大漠孤烟直,长河落日圆”的向往,带着瀚海驼铃的意象,绝大多数旅游的人们还只是逡巡在这“死亡之海”、“生命禁区”的边缘。沙漠中的种种秘境,我们真的是所知不多。
  
  沙本无声,声从何来?
  
  为何沙子会“唱歌”?近现代中外不少的地理工作者、地质工作者,走入沙漠,踏勘鸣沙之地,努力寻求着答案,逐步总结着规律。经过历久而艰辛的细密考察,学者们发现,虽然鸣沙分处各地,情况不尽相同,但归纳起来,自然界中鸣沙的出现应该具备下列条件:
  第一,沙子必须运动。
  当风力推动沙子运动,或者沙子受其自身重力作用向下滑动,或人从沙堆顶部向下滑动从而引起沙子下滑时,沙子才会鸣叫。
  运动着的沙子才能唱歌,这个道理其实是容易理解的。比如曾有游客写道:“沙的鸣响现象产生在刮风的天气之下。每当此时,沙子便周期性地顺坡滑下。就是天气平静,沙子寂静无声,使沙子鸣叫起来也是轻而易举的事。为此,可爬上沙堆的上端,坐下来,顺坡滑下。这时,沙子便能随着躯体的运动,开始发出低沉的吼嚎声……”
  第二,沙子需要干燥、发热。
  阳光照耀下的沙子,温度逐渐增高,如果再使沙子运动起来,往往就会奏出旋律。
  鸣沙一般见于继干热天气后而刮来大风的时候,鸣沙的沙堆坡一般都是朝阳的一面。观测结果表明,受到太阳辐射的沙子,表面温度可以高达65℃~70℃。干燥酷热的沙子在风的动力作用下,不仅沙面能够发生鸣响,就是几十厘米的深处,有时也会发出声音。
  第三,鸣沙往往与水有关。
  学者们注意到一个现象,即鸣沙的附近大都有水。如敦煌鸣沙山的北侧即月牙泉,中卫沙坡头紧靠黄河岸边,达拉特旗响沙湾本身就在干河谷左侧基岸上,巴里坤鸣沙山附近则有泉流。而且,近水的沙子,鸣声的大小与沙子干燥表层的厚度相联系,表层干燥沙越厚,鸣声越低,反之则鸣声越大。
  第四,鸣沙具有特殊的表面孔洞、机械成分及颗粒状况。
  根据部分鸣沙地如中卫沙坡头、达拉特旗响沙湾的沙质标本分析,可以发现“鸣沙”以石英沙粒为主;机械成分为细粒沙或中粒沙,而且分选性好,灰尘很少;在显微镜下观察,鸣沙颗粒光滑的表面上,还有许多蜂窝状的小孔洞。
  大体来说,具备了上述四项条件,传统认识中的“哑沙”就会变成“鸣沙”。1959年,著名地理学家竺可桢在考察中卫沙坡头之后,对鸣沙的形成条件有段总结:“只要沙丘高大,坡陡,底下有泉涌出,以细砂为主,矿物成分大部分是石英,表层干燥,被太阳晒热,再经摩擦,便会发出声响来。”
  那么,鸣沙究竟是如何发出声响的呢?
  对于这个饶有兴味的问题,空气说认为,沙粒运动时,沙粒间的空气受压外逸,或上面于沙层中的空气受压向下,受到湿沙层的阻挡,都会产生振动,引起鸣响;静电说认为,石英沙粒的相互挤压摩擦产生了静电,于是沙鸣;压电说认为,石英沙粒受到挤压就会带电,并且往复伸缩振动,电压、振动与声音又呈同步关系;摩擦说认为,表面干净而均匀的沙粒之间因摩擦而产生的能量,足以形成鸣响;地理环境说则以竺可桢先生上面的总结为代表,其中的关键,又是这些因素共同构成了一个天然的“共鸣箱”,使得具有某种频率的声音得以突然增大。
  众说纷纭的“鸣沙”成因,近年来经过大量的科学实验,已经渐渐众说归一:鸣沙颗粒区别于普通沙粒的最重要方面,是其光滑表面的蜂窝状小孔洞。这些小孔洞的形成,与长年风蚀、水蚀以及化学溶蚀等有关。而众多的小孔洞又好比“共鸣箱”,将沙粒摩擦发出的细小声音放大,于是产生出可被人们听到的声响。当然,在自然界里,如沙山坡度、沙粒均匀度、沙面温度、水分含量以及周边环境等等外部因素,也会影响到鸣沙的发声。形象地讲,在风力的长期反复搬运与侵蚀下,大小均匀、杂质极少、具有蜂窝状小孔洞的沙子,堆成具有一定坡度的沙山;沙山上的沙子,受到风力或人力的作用产生运动,而运动摩擦中发出的微细原声,经过水汽含量有别的“共鸣箱”的扩音处理与向外传播,便出现了其实并不奇怪、却也音量音质各异的“鸣沙”、“响沙”、“哨沙”、“乐沙”现象。
  能够证明“共鸣”理论的例子很多。比如本来并不发声的普通沙漠、海岸沙粒甚至玻璃珠粒,经过科学家们的表面处理后,竟然能够发出和鸣沙一样的声音;而鸣沙受到污染、孔洞被堵塞后,也会失声,变成“哑沙”。
  值得强调的是,表面孔洞是会唱歌的沙子的“声带”,这一“确诊”,具有广泛的应用前景。目前,我国科学家已将采自毛乌素沙地、腾格里沙漠、塔克拉玛干沙漠、科尔沁沙地等地以及科威特、日本、澳大利亚等国的“哑沙”,经过化学、物理的方法,处理成了“鸣沙”。我们有理由相信,在不久的将来,人造鸣沙山坡、人造鸣沙海岸、人造鸣沙旅游纪念品等等,将带给人们无限的乐趣。
  
  [责任编辑 赵 柠]
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