沙子为什么会唱歌 最近《新旅人》转载《旅游》杂志(1999年第3期)上郝诚之的一篇关于响沙的文章 (一下简称郝文),很有趣。本人也曾关注过响沙之迷,并接触过许多资料,也将我知道 的写出来,与爱好响沙旅游的网友分享,也与郝先生交流。 响沙是一些特别的沙子,在移动时会发出声音来。在许多有沙子的河滩、湖畔、海 滩、沙漠上都曾发现过响沙。一般按发声不同而将响沙分为两大类:一类是声音较小的 “哨沙”(Squeakling Sand or Whistling Sand),也称“音乐沙”(Musical Sand), “犬吠沙”(Barking Sand)或“歌唱沙”(Singing Sand);另一类则发生在规模较大沙 漠地带的沙丘上,叫做“轰鸣沙”(Booming Sand)。 哨沙在剪切移动或压缩时会发出短促和高频的声音,持续时间一般短于四分之一秒 钟,声音频率在500到2500赫兹之间。哨沙多发生在河畔、海滩和湖畔,是一种常见的响 沙。而轰鸣沙则比较少见,往往在沙漠深处的沙丘上才能听到它的轰鸣。轰鸣沙是在沙 堆崩落时发出轰鸣声,声音大而低沉,持续时间也较长,声音频率一般在50到300赫兹。 有关轰鸣沙的记载已有两千五百多年了。早的见于我国的《史记》,阿拉伯的《一 千零一夜》。意大利探险家马克波罗(Marco Polo)就在他的名著中提到过我国西部和中 亚地区沙漠中的轰鸣沙,他在路过此处时就“时常听到空中回荡着各种乐器奏出的音乐, 击鼓声和臂膊撞击声”。查尔斯达尔文在他1889出版的经典著作Voyages of the Beagl e中,提到有三十一处沙丘中有轰鸣沙,它们分布在南北美洲、非洲、亚洲、阿拉伯半岛 和夏威夷列岛。因为神秘,响沙也曾出现在一些小说中,比如Herbert的科幻小说《沙丘》 (Dune)等。 早期的研究者认为哨沙和轰鸣沙的发音机理大相径庭,最近有人在实验室里让哨沙 发出了轰鸣声,说明实际上两种发音机理本质上没多大区别,只是外部条件改变了发出 声音频率、持续时间长短和音量大小。现在,虽然对这两种发声机理还远没有彻底弄清, 但也达成了一些共识。 首先响沙都是经过风吹水冲了很长时间或很远的距离,沙子的棱角都已磨去,所以 响沙多为表面光滑形状接近球形的颗粒。沙子的粒度范围也很窄,好像被筛选过,一般 在100到500微米之间。沙子多为石英沙,但夏威夷的Kauai岛上的轰鸣沙则是碳酸盐。 有学者用傅利叶红外线光谱仪分析响沙的表面,发现红外线光谱波段平均在近3400 /厘米的一个范围内,说明在沙粒的表面被硅胶包住了一些极小的水分子团。实际上,响 沙发现地的一个共同特征就是沙丘离水源并不很远,或者是空气中的湿度在一定范围。 虽然水中的不定型可溶氧化硅很少,但足以在沙粒表面形成一层膜。响沙在被水波反复 冲刷浸泡,再干燥到一定程度后,沙粒表面的硅胶会使相对运动的沙粒时而粘合时而滑 移,沙粒表面受到剪切摩擦而发生振动,从而发出声响。哨沙一般离大水源较近,而轰 鸣沙则在干旱的沙漠地带或离上次下雨时间很长而已干燥,或干燥度)对响沙的发声强度 和频率起到了重要作用。 因为这层硅胶的强度结构等不同,对水的吸收和保护功能有别,所以会发生郝文中 提到的有些响沙易地不鸣,有些则鸣的情况。空气中的水分也会因地而异或因季节而变 化,所以响沙的发声会相应地随季节变化。郝文中提到的那位日本人将响沙拿到后花园, 改变了许多条件,所以响沙哑了。另外,干燥的硅胶可以让沙粒松散的粘在一起,但要 产生共鸣声浪,需要一定数量的沙子才行,样品太少了也不行。 有人将一般的不会唱歌的沙子放到水中用水不断冲洗,就象自然波浪对沙子的冲刷 一样,将颗粒表面磨光,并不断的换水将磨下的杂质和细颗粒清洗掉,留下的颗粒尺寸 分布较窄,也能制成响沙。光谱分析出的波段也在3400/厘米左右。将碳酸盐的沙粒浸泡 到二氧化硅溶液内,也可以在沙粒表面形成一层硅胶,而成为响沙。甚至直接将硅胶颗 粒(200到500微米)放到瓶子里摇晃,也能发出450赫兹的声响,光谱分析结果也与响沙相 同。所以可以断定沙粒表面的硅胶起到了重要作用。 用相同的方法,日本人用一处古时侯为海洋的内陆地区的粘土,放到充水的滚筒内 不断以60转每分钟的转速滚动清洗,并不断的换水去除细颗粒和杂质。转动到约1000小 时后,相当于沙子被水冲了2488公里。此时软的物质已磨去,剩下较硬颗粒为99%为石英 沙,表面光滑,并会镀上一层的硅胶。沙子在干燥状态下会发出声音。如果连续清洗20 00小时,在水中沙子就会发出象蛙鸣一样的声音了。精明的日本商人就将这些沙子放到 一段密封管内当玩具出售。 郝文中提到的“静电说”都是个很早的初步解释,已被否定了。静电说是由A.D.Le wis在1936年基于对谷物摩擦生电的观察而提出的。而最新的实验和研究说明“静电说” 并不成立,因为沙粒在水中,几乎不能形成静电。“共鸣论”则仅仅提出了声音放大的 原因,但没有成功的解释为什么会发声(即声音的起源),更无法解释名沙易地而鸣的现 象。 中国被称为“响沙王国”。在许多地方都曾发现过响沙,且多数为沙漠地带的轰鸣 沙,如:上文中提到的银肯沙湾,著名的敦隍鸣沙山、以及巴丹吉林沙漠、木累、吉木 乃、沙坡头等沙漠地带。另外厦门海滩也有响沙。还有很多已发现和待发现的鸣沙山丘。 这都是很好的旅游探险资源和科研资源,应该能吸引更多的人参与。 随着人们对城市生活的厌倦,沙漠旅游会越来越热,响沙旅游点是一个很好的卖点。 但无论老的景点还是新的发现,要妥善保护。因为鸣沙对环境(比如水源)污染非常敏感, 可作为环境污染的试金石。现在世界上有许多鸣沙沙滩由于水源污染,而变成了哑巴沙 滩。据说敦隍的鸣沙山由于游人太多,在渐渐退化,鸣响的声音已大不如前了。可能是 滑沙的人太多将沙粒表面的硅胶层磨去了,或者是带进去的污染物将沙粒表面污染了。 所以要让响沙歌声不断,还是应该多多爱护和珍惜啊!(03/99)