ФЕНОМЕН ПОЮЩИХ ДЮН

Поющие пески можно найти в 35 пустынях по всему свету. Они известны людям очень давно, однако до сих пор не существует исчерпывающего объяснения этому явлению. Свою версию генерации мощного звука предложили Бруно Андреотти и Ленаик Бонно из лаборатории физики и механики гетерогенных сред в Париже. Они утверждают, что поющие дюны являются акустическими лазерами.

Звуки, длящиеся от нескольких секунд до минут и похожие то на голос органа, то на гром, то на рык животного, поющие дюны издают при воздействии порывов ветра или даже просто после того, как кто-то пройдет близ гребня. Эти события служат спусковым крючком — сверху начинает осыпаться небольшая лавина, и по мере ее продвижения вниз звук нарастает.

В общих чертах ученые уже разобрались, что за генерацию волн отвечает трение отдельных песчинок в лавине, их соударение и скачки по подстилающей поверхности. Тонкие же детали процесса до сих пор являются предметом споров, и им посвящено немало работ, опубликованных за последние годы. В частности, не вполне ясным остается, как все же звук от дюн может достигать такой мощности — его иногда принимают за гул от низколетящего самолета, а разносится он порой на пару километров.

Андреотти и Бонно полагают, что феномен можно объяснить, если провести аналогию между дюной и лазером. После проведения натурных измерений в Марокко они обнаружили, что генерируемые движущимся слоем упругие волны проникают в неподвижный слой песка, где распространяются во все стороны. При этом колебания от задней части лавины догоняют ее фронт, где синхронизируются с колебаниями, производимыми впередиидущими частицами.

Ключевую роль тут играет многократное отражение волн от границы раздела между подвижным и неподвижным слоями. В результате возникает эффект усиления, идентичный индуцированному когерентному излучению в теле лазера, которое провоцирует проходящая световая волна, постепенно набирающая силу.

Авторы работы создали математическую модель, описывающую такую нестабильность дюны при воздействии упругих волн, и показали — как именно возникает рост волн по мере бега лавины. Возможно, что на основе этой модели физики, наконец, снимут все вопросы, связанные с поющими дюнами.