声音响亮的鸣沙在世界各地许多沙滩及沙漠上都有，包括美国大陆上的长岛及马萨诸塞湾；夏威夷群岛；威尔士西岸；英国的诺森伯兰海岸；丹麦的波恩贺尔姆岛；波兰的科尔堡；澳洲几个地方，包括新南威尔士海岸；巴西；智利；以及亚洲、非洲、中东几个沙漠。
人在鸣沙上行走，脚会深陷沙中，因为沙粒很松散。沙粒数以百万计，表面非常光滑，造成一阵连续的振动，发出悠长的声音，好像音乐。
十九世纪许多科学家对越来越神秘的鸣沙现象感到百思不解，达尔文就是其中一位。他在《博物学家环游世界记》一书中，记下一八三二年四月十九日的日记说：“离开索西哥（巴西里约热内卢附近）后……我们沿来路折回。这使人非常疲劳，因为那条路通常要横过一个耀眼、酷热的多沙平原，距离海岸不远。我发现马蹄每次踏在硅质的细沙上，就会发出一种柔和的吱吱声。”
三年之后，达尔文又报告在智利科帕坡谷有鸣沙。“我在城中逗留时，听到几位居民谈及附近有座山，名叫巴拉马多，意思是轰鸣者或吼叫者……据我所知，山上满布沙，有人爬上去扰动沙层时，才会发出声音。”
一千多年来鸣沙现象散见于各种著作里，《天方夜谭》曾提及，而中国古代史书也提到亚洲中部戈壁沙漠上出现鸣沙。马可·波罗讲述，听见在亚洲沙漠上空传来仙乐鼓声。
鸣沙的现象，也可以解释赛奈半岛某处埋有一所寺院的古老传说。相传有一所寺院被庞大的沙丘掩埋，但寺院的群钟依旧发出悠长的音调，路经沙漠的游牧民族及其他旅客，有时会听见这种钟声。据说旅客所骑的骆驼，来到这座神秘山丘，听见地下发出的音乐就会吃惊。
约二百年前，许多欧洲人到塞奈山朝圣后带回来的故事，似乎都证实有那么一座埋没了的寺院。他们也曾在沙漠某处，听见悠长稳定的钟声。这种声音好像是阿拉伯僧侣拿来做钟用的悬吊金属棒被人不断急促敲击时所发出的一样。但听见声音的地方，却杳无人烟。不但没有僧侣，连人影也不见。
钟山从此成为传说。十九世纪时，许多胆敢进入塞奈这个地区的旅客，对钟声的神话解释都感到不满意。他们循声追本探源，发现覆盖着某座山一边的沙层的特性。沙层由经常吹过半岛的强烈西风带来，落在那里。据说风势最猛烈时，那座山就发出悠长的钟声。
苏格兰博物学家布鲁斯特爵士（一七八一至一八六八年）风闻这座令人困惑的钟山，就到塞奈半岛去做实地调查。他在《自然魔力信札》一书中写道：“这座钟山位于离苏黎士湾约三英里的地方……那里有塞奈和何立勃两座花岗岩石峰俯瞰一片干旱的旷野……”
布鲁斯特吩咐一名贝多因族向导爬上“音乐”山的山坡。布鲁斯特说，向导爬到相当高之后，他才看见沙层移动，滚下山来。起初，他听到的声音有如竖琴弦线被微风吹动时发出的一样。但在沙层下泻速度增加，移动加剧后，发出的声音就比较像一根湿手指在玻璃上擦划所产生的声音，崩泻的沙层到达山脚时，回响有如远处的雷声，使布鲁斯特所坐的岩石也震动起来。
一九四○年，英国物理学家巴格诺尔德调查鸣沙的现象。这时才首次有人用真正科学方法研究鸣沙。他谈及沙漠上的“鸣声”或“隆隆声”时写道：“我在埃及西南部距离有人烟的村庄约三百英里的地方，听到这种声音。有两次是在寂静的晚上，突然间——响起一阵很大的隆隆声。因响声太大，我要高声呼叫，同伴才能听到我的说话。不久，它引起了其他的声响，后起的声调非常接近，可以清楚听得出一种缓慢的节拍。这种离奇的合唱响了五分钟有多，才复归沉静，而地面也停止颤动。”
巴格诺尔德发现，鸣沙通常在两种普遍的地点发生——海岸上及沙漠沙丘和沙滩的滑落面（或背风坡）上。他用“啸啸声”形容爱格岛及一般沙滩的鸣沙，而用“隆隆声”描述沙漠上的鸣沙。从测验得知，沙滩鸣沙发出的厉叫或啸叫声，频率在每秒八百至一千二百周之间（相等于钢琴上高音C的音频。他说，“只要在上层的干沙上迅速扰动，譬如在沙上走动、用手掌扫过或用一根棒垂直插进去等动作”，都能发出声音。
他发现用上述方法去扰动沙漠上的沙，所发出的声音频率较低，每秒一百三十二周。但是沙漠的沙在向下崩泻时，表面速度足以使它发出清晰可闻的嗡嗡声，频率约为每秒二百六十周（约等于中央C），甚至更高的音调，似乎崩泻的速度而定。南非卡拉哈里沙漠的沙移到普勒多利亚后，因为没有沙漠环境，就会丧失它的发声特性，除非在实验之前，能把沙贮藏在密封的容器内。把沙加热到摄氏二百度，也可以恢复其发声的特性。由此可见，湿度可能使一些沙漠上的沙粒失声。
最近，新堡大学几位科学家白朗、甘贝尔、琼斯及汤马土等，依循巴格诺尔德的方法继续做试验。他们先把鸣沙样本放在蒸发皿里，然后用粗头圆木棒敲打沙粒，发出“声音”。他们的报告说，用早餐的杯子及木槌的柄子也可得到同样效果。
他们发现沙粒的圆度，并非鸣沙的主要特点。但沙粒的大小划一，反而最重要，可使沙堆产生发声的特性。此外，如有尘埃，鸣沙发声就会减弱，有时甚至完全发不出声。沙粒经过琢磨，未受其他物质污染，而且全部大小相近，就会发出鸣声。如果不断加以捣碎，这类小沙粒就丧失“鸣叫”的特性，但用筛分、冲洗或煮沸等方法把幼细的碎屑除去，即能恢复其特性。
鸣沙究竟怎会具有发声的特性呢?新堡大学的科学家提出一套笼统的解释。他们说，有一点很明显，如要产生任何声音，两层或多层沙之间必须有切力运动。如果沙层单薄而又无边限（例如潮湿沙滩表面又薄又干的沙层），只有斜敲，才能发出声音。
在实验室里进行试验，从上向下敲击证明是产生切力运动的简便方法，但沙堆必须限于容器里面才能见效。
英国的研究人员说，在某些情况下，切力运动可以使有限量的沙滩沙或沙漠沙产生类似管风琴中空气的振动。不过，这种现象究竟怎样发生，仍然是巴格诺尔德的那个结论：“到目前为止，还没有确切的解释。”鸣沙现象依旧是个谜。
破译海市蜃楼之谜
几年前的一天，德国北海库克斯港平静无风，在街上玩耍的一个男童，奔回家里激动地对母亲大声说：“妈，天上掉下一个岛来!”妈妈听了不禁哑然失笑，等她向窗外一看，脸上的笑容顿然消失，因为就在她的眼前，近岸的海姑兰岛倒挂空中。沿岛的红岩悬崖绝不会错认，岸上的沙丘和别的细节全都清晰可见。那个岛就像天上有双巨手把它倒提悬在半天空，似乎随时都可能坠毁。海姑兰岛当然没有坠下，那是海市蜃楼。傍晚时分，空中的幻像消失不见，孩子的恐惧也消除了。
海姑兰岛的幻像，偶尔在库克斯港上空出现，那只是使人惊异的大气异象之一。北极区也有这幻像，曾愚弄人类前后将近一百年。一八一八年，苏格兰探险家约翰·罗斯爵士从英国出发到北极去找那条不明确的“西北航道”，据说是一条沿北美北岸连接大西洋与太平洋的水道。罗斯进了加拿大巴芬岛以北的陌生水域。一天早晨，他在甲板上看见前面有大山挡住去路，以为是驶进了死巷，于是掉转船头回航，并报道说根本就没有西北航道。
大约一百年后，美国北极探险家皮里也说北极有一条未画入地图的大山脉。他说：“我们看到了那些大山，称之为克拉寇兰山。”
北极这条神秘的大山脉，引起了当时世人的兴趣。山脉后面还有什么地方?山脉到底坐落何方?山里会不会有矿藏或黄金?那里有没有不知名的部落住民?许多冒险家和探险家纷纷前往北极，可是谁也找不到大山。最后，纽约市美国博物院捐出三十万美元，派了一个科学考察团进入该区。考察团团长麦米伦成了当时全世界报纸上的风头人物。
不过，在皮里看到大山的地方，麦米伦看到的只是一片冰天雪地。皮里说有又深又宽阔水道的地方，麦米伦只遇到威胁他那艘船的大块浮冰。后来克拉寇兰山真的出现了，不过很奇怪，这些大山坐落的地点，在皮里所说的地方以西约二百英里。
麦米伦在浮冰之间航行，到实在不能再前进时才停船抛锚，带着一队仔细挑选的人在冰上徒步前进。可是，他们向山行进时，山却向后退，他们止步，山跟着停止后退。他们再向前走，山又后退，那些冰峰雪地在北极阳光中，好像向他们招手，阴暗的山谷里看来很可能有丰富的矿藏。
他们鼓勇前进，最后进入了一个三面环山的低谷，成功显已在望。可是等太阳落到地平线下，周围的高山和丘陵像变戏法似的，都消失了踪影。他们吓得目瞪口呆，只能静悄悄地看着现实的环境。他们身在一片广阔无际的冰原上，四面全是冰，极目所及都是冰。眼前没有小山，更无大山。麦米伦一行人站在北极地区黄昏时分淡绿色的微光里，大自然让他们上了一次大当。
海市蜃楼是特殊大气情况下产生的光幻视。光线通过不同温度（也就是说不同密度）的毗连气层时，会产生折射，造成蜃景。举例来说，假定有个沙漠，太阳把沙晒热以后，沙子上方最低层的空气也热起来。在这一薄层热空气的上面，有许多层较冷的空气。因为热空气密度比冷空气低，光线通过热空气要比通过冷空气容易。光线通过不同密度气层的边界时，其方向改变，使光线产生折射现象。
假定有个人站在沙漠某处的沙丘上观看景色，离开他几百码的沙丘上有个棕榈树丛，在这两个沙丘之间又有一层被热沙炙热的空气。在这种情况之下，虽然那里只有一个棕榈树丛，那人却会看到两个棕榈树丛。一个是正常的正像，光线在空气中走的是直线。另一个是倒像，在第一个像下面，是光线经过折射到达那人眼中而形成的。这些光线从棕榈树那里向下斜射进入盖着沙漠的那层热空气，然后折射向上，从下面射进那人的眼里，就像沙漠上放着一面镜子，从镜子里看到棕榈树的倒影一样。同时，来自天空的光线也因那层摇动的热空气而发生折射，使人见了觉得那是一片水，水里有两个棕榈树丛，真的正立，假的倒立。
夏天我们有时在公路上或其他炽热平面上看到的“水潭”也是小型的海市蜃楼幻像。它们是被热平面上灼热的空气折射回来的一片片天光。有许多故事说，在沙漠中迷路的人常被这种蜃景折磨得发狂。蜃景既非出于想像，也非源于幻觉，而是晴朗天空的折射像。阿拉伯人叫它们叫“魔鬼湖”。沙漠的空气也能造成海市蜃楼，使远处的绿洲、城镇或是遥远的地方，看来就在附近，这又给游牧民族的传说增加了不少材料。
北美西南地区的沙漠也以海市蜃楼幻像驰名。亚利桑那州科齐斯县，沿铁路线有个十英里长的湖。在冬夏两季都可以看见湖里有水，实际上那个湖在夏天是干的，湖里并没有水。在夏天，天空的光被晒干的湖底上的热空气折射回来，造成了湖水的幻像。当地居民说发生过这样一件惨事：有个飞机驾驶员曾在冬天见过那个湖，有一次在夏天，他想把水上飞机降在湖上。就在他开始降落时，幻像突然消失。他只好做紧急降落，结果飞机在湖床上撞毁，他也因伤重丧命。
若冷热两层空气之间的界限参差不齐，折射像往往会变形。美国探险家安德鲁斯曾一度看到形如巨大天鹅的异兽在戈壁沙漠的湖中涉水。从几百码以外遥望，它们宛如来自另一世界的庞然巨怪在来回走动，细长的腿几乎有十五英尺长。安德鲁斯立刻叫探险队的画家，把这些不寻常的野兽画下来。他自己则蹑足向湖边走去。他走得越近，湖的面积缩得越小，野兽也变了形。肥硕的大天鹅变成了苗条的羚羊，安详地在沙漠上找草吃。热空气曾产生了水的幻影，由于热空气层高低不平，致使动物的形状变得稀奇古怪。
第一次世界大战期间，双方交战时，海市蜃楼使英军炮兵不能开炮。炮兵眼前出现虚幻景物，把敌军阵地遮盖起来。英军司令部在报告炮轰时说：“由于海市蜃楼作祟，战事不得不暂时停止。”
一七九八年，拿破仑的部队在埃及也碰到过海市蜃楼。据说他的部队看见景物倒悬、湖泊失踪、平地变成棕榈树丛，都纷纷跪在地上祷告，求上苍使他们免受世界末日的浩劫。远征军里至少有一个人、法国数学家孟日，还能保持清醒，提出了科学上的解释，他们才明白其中奥妙。
南北极的海市蜃楼不同，靠近地面的空气十分寒冷，而上面却有一层较暖的空气时，蜃景便会出现。那时会看到遥远物体的形象移到天上。这些海市蜃楼往往有双重映像。例如船只或冰山在风平浪静的海面漂浮，水中会有它们的倒影。在远处的人既能看到物体的形象，也能看到上方较暖空气层折射回来的倒影。这样的“双重曝光”式映像，英国海军上校斯科特一九一二年在南极探险时已有正式记录。队员在南极内陆长途跋涉后回到岸边，看见补给船“新地”号的双重映像挂在空中，上面是正像，下面是倒像，船上的炊烟正向相反方向飘出。虽然船本身遮在大山的后面，可是在蜃景里却可以看到船上一切很正常。
偶尔空气还要开些有趣的玩笑。巴黎上空有时会出现原物倒像的蜃景，那时埃菲尔铁塔便会在头上顶着它自己的一个倒像，给巴黎市民添个奇景。
第一次世界大战时，一个德国潜艇艇长在北美海岸附近，从潜望镜看到纽约的摩天大楼倒悬在他头顶上的天空，整个城市好像就要掉到海里的样子。据说那个困惑的艇长看到这种情景，下令仓皇逃向远处海中。
海市蜃楼不一定都是物体的真实形状。可能是放大的像，可能是缩小的像，也可能是变形的像，就如在哈哈镜前看到的歪曲形状，变形的程度随光线折射的空气层之位置和成分而异。蜃景中，北极海的一块浮冰会看似一座危险的冰山，一株棕榈树会缩成一片草叶，渔舍也会变为巍峨的宫殿。
在某种情况下，我们可以看到拐角那边物体的蜃景。譬如说，若在覆冰峭壁之类的直立平面上出现寒冷而使光线折射的空气层，光线便会因折射而绕过峭壁。一个在北美珞矶山脉中行走的人说，因为自己遇到这样折射的蜃景，所以预先知道有一头熊藏在转过山角的小路上。
“复杂蜃景”大概是世界最有趣的蜃景了，在意大利与西西里岛之间的麦西那海峡以及日本富山湾上，偶尔可以看到。这种蜃景的名字出自意大利有关仙女摩根拿的海底魔宫的寓言。后来一般都用摩根拿这个名字代表各种各式的海市蜃楼。
复杂蜃景的出现，海水必须相当温暖，使接触海面那层空气的温度升高，更高处必须另有一层暖空气，于是形成两层暖空气夹着一层冷空气。这样一来，中间那层冷空气不但会产生双重蜃景，还能发生柱面透镜的作用，把物体的高度放大。