Duna cantante analizada en Al-Askharah (Omán). Imagen: Simon Dagois-Bohy. Fuente: AGU.
En más de 30 lugares del mundo, se produce un fenómeno conocido como de las “dunas de arena cantantes”, que ha intrigado durante años a científicos, turistas y exploradores. Marco Polo ya pudo escuchar el canto de las dunas en sus viajes y Charles Darwin, en su libro El Viaje del Beagle registró el testimonio de unos habitantes de Chile sobre los “cantos” de una colina de arena.
El fenómeno consiste en que, cuando ocurre una avalancha o cuando se presiona la arena de estas dunas con las manos, estas emiten un monótono sonido durante varios minutos. Este canto se puede escuchar a kilómetros de distancia.
En 2009, un estudio realizado con espectroscopia Raman por científicos del Physique et Mécanique des Milieux Hétérogčnes (PMMH) de París, sugirió que el canto de las dunas es fruto de la fricción entre las capas de granos de arena en movimiento y las capas inferiores de arena estática, lo que produce ondas elásticas y sonoras en las dunas.
Ahora, una nueva investigación, llevada a cabo por científicos de la Universidad París Diderot de Francia ha revelado nuevas claves sobre la producción por parte de las dunas de múltiples notas que suenan al unísono.
Análisis de dunas cantantes en Marruecos y Omán
Según se explica en un comunicado de la American Geophysical Union, para analizar la cuestión, el físico de la Universidad París Diderot, Simon Dagois-Bohy y sus colaboradores estudiaron dos dunas diferentes: una situada cerca de Tarfaya (un puerto en la costa suroccidental de Marruecos) y otra cercana a Al-Askharah, una ciudad costera del sureste de Omán.
Sin importar el lugar desde el que se registrara el sonido emitido por la duna de Marruecos, la arena de esta “cantaba” de forma estable a 150 hercios, en una tonalidad cercana al sol sostenido. La duna de Omán, por su parte, emitía sonidos a una frecuencia de entre 90 y 150 hercios, en una tonalidad entre fa sostenido y re, revelaron los registros realizados.
Además, dichos registros permitieron detectar en la duna omaní, incluso a pesar de que esta emite sonidos algo caóticos, algunos tonos ligeramente más fuertes que otros. Cuando las avalanchas eran generales, estas frecuencias prominentes a menudo desaparecían, sepultadas por un mar de notas.
Los investigadores constataron, por último, que los granos de arena de la duna omaní (de entre 150 y 310 micras) eran mayores que los de la duna de Marruecos (que eran entre 150 y 170 micras).
El fenómeno consiste en que, cuando ocurre una avalancha o cuando se presiona la arena de estas dunas con las manos, estas emiten un monótono sonido durante varios minutos. Este canto se puede escuchar a kilómetros de distancia.
En 2009, un estudio realizado con espectroscopia Raman por científicos del Physique et Mécanique des Milieux Hétérogčnes (PMMH) de París, sugirió que el canto de las dunas es fruto de la fricción entre las capas de granos de arena en movimiento y las capas inferiores de arena estática, lo que produce ondas elásticas y sonoras en las dunas.
Ahora, una nueva investigación, llevada a cabo por científicos de la Universidad París Diderot de Francia ha revelado nuevas claves sobre la producción por parte de las dunas de múltiples notas que suenan al unísono.
Análisis de dunas cantantes en Marruecos y Omán
Según se explica en un comunicado de la American Geophysical Union, para analizar la cuestión, el físico de la Universidad París Diderot, Simon Dagois-Bohy y sus colaboradores estudiaron dos dunas diferentes: una situada cerca de Tarfaya (un puerto en la costa suroccidental de Marruecos) y otra cercana a Al-Askharah, una ciudad costera del sureste de Omán.
Sin importar el lugar desde el que se registrara el sonido emitido por la duna de Marruecos, la arena de esta “cantaba” de forma estable a 150 hercios, en una tonalidad cercana al sol sostenido. La duna de Omán, por su parte, emitía sonidos a una frecuencia de entre 90 y 150 hercios, en una tonalidad entre fa sostenido y re, revelaron los registros realizados.
Además, dichos registros permitieron detectar en la duna omaní, incluso a pesar de que esta emite sonidos algo caóticos, algunos tonos ligeramente más fuertes que otros. Cuando las avalanchas eran generales, estas frecuencias prominentes a menudo desaparecían, sepultadas por un mar de notas.
Los investigadores constataron, por último, que los granos de arena de la duna omaní (de entre 150 y 310 micras) eran mayores que los de la duna de Marruecos (que eran entre 150 y 170 micras).
La importancia del tamaño del grano
Tras realizar estos análisis, Dagois-Bohy y sus colaboradores llevaron granos de una duna omaní a su laboratorio. Allí, en primer lugar, los científicos hicieron descender una mezcla de arena de esta duna por una inclinación artificial, y registraron con micrófonos el ruido que la arena hacía. Por otra parte, los investigadores midieron también las vibraciones de la arena con sensores colocados en su superficie.
Luego, Dagois-Bohy y su equipo usaron un cedazo para aislar los granos de arena de entre 200 y 250 micras, y los hicieron deslizarse por la misma inclinación, aislados del resto.
Finalmente, los científicos compararon el sonido de la arena aislada con el sonido producido por la arena mezclada, de la prueba anterior. Así descubrieron que, mientras los granos de gran tamaño sonaban ruidosamente, los granos más pequeños producían una nota clara a unos 90 hercios, de manera muy similar a como lo hacen las arenas marroquíes.
Este hallazgo sugiere que el tamaño del grano de arena es un factor importante para el tono del sonido de una duna, afirma Dagois-Bohy. Según el investigador, el tamaño de estos granos afectaría a la pureza de los tonos generados por las dunas porque, cuando varía el tamaño del grano, los flujos de arena avanzan a velocidades diversas, produciendo una amplia gama de notas.
Por el contrario, cuando los granos son de un tamaño similar, los flujos de arena dentro de las avalanchas se mueven a velocidades más consistentes, limitando la variabilidad de los tonos.
El misterio de la sincronización de vibraciones
A pesar de este avance en la comprensión del sonido generado por las dunas, los científicos reconocen que aún no saben cómo el movimiento errático de los granos en los flujos de arena puede traducirse en sonidos lo suficientemente coherentes como para generar notas musicales.
La hipótesis que manejan Dagois-Bohy y su equipo es que las vibraciones de los granos de arena en los flujos se sincronizan, provocando un periodo en que los granos vibran al unísono. Estos miles de vibraciones mínimas se combinan para presionar a la vez el aire, del mismo modo que lo hacen los diafragmas de los altavoces. Pero, ¿por qué se sincronizan estas vibraciones unas con otras? “Eso es algo que aún no está aclarado”, señala Dagois-Bohy.
Los investigadores consideran que, además, aún hace falta seguir investigando para aclarar otros factores del canto de las dunas, como la razón por la que los flujos de arena precisan una capa fina de arena estable como base, para que el sonido se produzca. Los resultados de la presente investigación han aparecido publicados hoy en la revista de la American Geophysical Union, Geophysical Research Letters.
Tras realizar estos análisis, Dagois-Bohy y sus colaboradores llevaron granos de una duna omaní a su laboratorio. Allí, en primer lugar, los científicos hicieron descender una mezcla de arena de esta duna por una inclinación artificial, y registraron con micrófonos el ruido que la arena hacía. Por otra parte, los investigadores midieron también las vibraciones de la arena con sensores colocados en su superficie.
Luego, Dagois-Bohy y su equipo usaron un cedazo para aislar los granos de arena de entre 200 y 250 micras, y los hicieron deslizarse por la misma inclinación, aislados del resto.
Finalmente, los científicos compararon el sonido de la arena aislada con el sonido producido por la arena mezclada, de la prueba anterior. Así descubrieron que, mientras los granos de gran tamaño sonaban ruidosamente, los granos más pequeños producían una nota clara a unos 90 hercios, de manera muy similar a como lo hacen las arenas marroquíes.
Este hallazgo sugiere que el tamaño del grano de arena es un factor importante para el tono del sonido de una duna, afirma Dagois-Bohy. Según el investigador, el tamaño de estos granos afectaría a la pureza de los tonos generados por las dunas porque, cuando varía el tamaño del grano, los flujos de arena avanzan a velocidades diversas, produciendo una amplia gama de notas.
Por el contrario, cuando los granos son de un tamaño similar, los flujos de arena dentro de las avalanchas se mueven a velocidades más consistentes, limitando la variabilidad de los tonos.
El misterio de la sincronización de vibraciones
A pesar de este avance en la comprensión del sonido generado por las dunas, los científicos reconocen que aún no saben cómo el movimiento errático de los granos en los flujos de arena puede traducirse en sonidos lo suficientemente coherentes como para generar notas musicales.
La hipótesis que manejan Dagois-Bohy y su equipo es que las vibraciones de los granos de arena en los flujos se sincronizan, provocando un periodo en que los granos vibran al unísono. Estos miles de vibraciones mínimas se combinan para presionar a la vez el aire, del mismo modo que lo hacen los diafragmas de los altavoces. Pero, ¿por qué se sincronizan estas vibraciones unas con otras? “Eso es algo que aún no está aclarado”, señala Dagois-Bohy.
Los investigadores consideran que, además, aún hace falta seguir investigando para aclarar otros factores del canto de las dunas, como la razón por la que los flujos de arena precisan una capa fina de arena estable como base, para que el sonido se produzca. Los resultados de la presente investigación han aparecido publicados hoy en la revista de la American Geophysical Union, Geophysical Research Letters.
Referencia bibliográfica:
Dagois-Bohy, S., S. Courrech, and S. Douady, Singing-sand avalanches without dunes, Geophys. Res. Lett. (2012), doi:10.1029/2012GL052540.
Dagois-Bohy, S., S. Courrech, and S. Douady, Singing-sand avalanches without dunes, Geophys. Res. Lett. (2012), doi:10.1029/2012GL052540.