书城科普读物世界奇观
29524400000055

第55章 沙漠幻影

在利比亚沙漠上,有时可以听到一阵阵悠扬奇异的乐曲,有时又可以听到轰轰震耳的巨响。这些声响,当地的人们把它作为神话传播着。我们在前文中介绍过的鸣沙山也是这种可以发出声音的沙漠。几年前,几位到过新疆塔克拉玛干沙漠调查的地理工作者也同样经历过:有一天晚间,他们在一个百米上下的沙丘上宿营,忽然间,清晰地传来嗡嗡的音响,好像有人在拨弄琴弦,他们走出帐篷,仔细一听,原来是沙子向下滑动时发出的声音。于是,他们有意地将许多沙子掀动,让它们滚下坡去,这时不仅发出嗡嗡的“琴”声,而且还发出轰轰的巨响,好像飞机在盘旋似的。

为什么沙漠里会发出这种奇异的声响呢?有人认为这是由于沙粒从上往下滑动的时候,它们之间的孔隙时大时小,经常变动,空气时而进入这些孔隙中,时而又被挤出来,因此产生振动而发出声响。也有人推测这是由于沙丘下面存在着一个潮湿的沙土层,上面干燥的沙粒的振动波传到潮湿层时,便会引起共鸣,发出声响。沙丘下存在着潮湿层是有可能的,如敦煌和中卫的鸣沙山脚下都有泉水涌出,但是否有可能引起共鸣,这还不能肯定。

有的科学家提出,由于沙漠表面的沙粒细小而干燥,被太阳晒得火热以后,再受到风的吹动,沙粒与沙粒之间产生摩擦,也可以发出清脆的音响。后来,还有科学家作了更深入的解释,认为沙粒的石英晶体对压力或摩擦都非常敏感,它们一旦受到挤压或摩擦就会生电,而在电的作用下它们又伸缩振动,从而发出声音来。

尽管有了各种各样的解释,但沙丘发声的秘密仍未完全揭开。

沙漠中除了有“天籁之音”,还有一种幻影,那就是“海市蜃楼”。往来在沙漠地区的人们,常常在午后正感到炎热和口渴的时候,忽然看到前面有湖泊或绿洲。可是,当人们朝着这个方向走去,越向前走,景色越模糊,最后完全消失。这又是怎么一回事呢?原来,这不是真的湖泊或绿洲,而是幻景——“海市蜃楼”。

沙漠海市蜃楼

沙漠里为什么会出现这种幻景呢?“海市蜃楼”是一种光学现象。我们都知道:光,通常是沿着直线前进的。可是,当光线通过两种密度不同的媒质时,如从空气到水,或从水到空气,常常会发生折射和全反射现象。譬如,我们把一根筷子插到盛水的玻璃杯中,可以看到筷子好像断了一样,这就是光线由密度较小的空气进入密度较大的水中引起的折射。当光线从水里投射到水与空气交界面上时,如果其角度刚好使光线全部反射回水中,这就是全反射。

在通常情况下,在一个面积不大的地段里,空气中上下左右的密度虽然不完全相同,但差别不是很大。所以,人们所见的光线都是直线进行的。但是,在沙漠地区或海洋上面,空气密度上下层常常有很大的差别,因而也会发生光的折射和全反射现象,形成“海市蜃楼”迷人的幻景。

在沙漠里,中午时候的太阳特别强烈,把沙地晒得灼热,将接近地面的空气烤得热烘烘的,这层空气受热膨胀,它的密度也就小了,于是,上层和下层的空气密度形成很大的差异。在这种情况下,如果前方远处有一棵树,它生长在比较湿润的一块地方,这时由树梢倾斜向下投射的光线,因为是从密度大的空气层进入密度小的空气层会发生折射。折射光线到了靠近地面热而稀的空气层时,又发生全反射,光线又由近地面密度小的空气层反射回到上面密度大的空气层中来。这样,经过一条向下凹陷的弯曲光线,把树的影像送到人们的眼帘中,就出现了一棵树的倒影。这种倒影很容易给予人们以水边树影的幻觉,似乎前方是一个湖。

这种幻景是在光线的折射和全反射的共同作用下形成的,当人们越往前走时,眼睛和空气交界面的角度改变了,便觉得它逐渐模糊直至消失。此外,这种幻景出现时,只要大风一吹,引起上下层空气搅动混合,也会使幻景立刻消失。