راز موسیقی در دل یخ ها: چگونه دریاچه های یخ زده صدا فراوری می نمایند؟ - مجله حیات

پژوهشگران می گویند این موسیقی مرموز، نتیجهٔ واکنش یخ در برابر تغییرات دما، فشار و حرکت است. سطح دریاچه های یخ زده، به ویژه در شب های سرد، به دلایل خاصی دچار انبساط و انقباض می شود. این تغییرات باعث شکاف های سطحی در یخ می شود و هر شکاف، مانند زخمه ای بر یک ساز، صدایی خاص و قابل شنیدن فراوری می نماید. تفاوت در ضخامت یخ، دمای هوا، و حتی نوع حرکت انسان یا حیوانات روی سطح آن، می تواند بر نوع این صداها تأثیر بگذارد. در واقع، موسیقی دریاچه یخ زده، حاصل یک ترکیب پیچیده از علم صوت، فیزیک مواد و شرایط طبیعی است. این پدیده که امروزه بیشتر مورد توجه فیلم سازان، مستندسازان و نوازندگان تجربی قرار گرفته، از جمله جلوه هایی ست که نشان می دهد طبیعت خود می تواند به یک آهنگساز بی صدا تبدیل شود. شنیدن صدای دریاچه های یخ زده، تماشای زنده ای از علم در حال اجراست.

شاید به نظر برسد که چنین صداهایی تصادفی و بی نظم اند، اما بررسی های علمی نشان داده که در پس این صداها، الگوهایی دقیق و تکرارشونده نهفته است. دانش فیزیک صوت (acoustics) شرح می دهد که چرا فرکانس بعضی از این صداها بسیار زیر و تیز هستند، و بعضی دیگر حالت ضربه ای و بم دارند. این اتفاق، بستگی به اندازهٔ ترک ها، نحوهٔ انتقال ارتعاش به وسیله لایه های یخ و حتی عمق آب دارد. اینجا، علم و هنر به زیبایی با هم تلاقی می نمایند. همان طور که در یک ارکستر، ترکیب متفاوت سازها صدایی واحد اما چندلایه می سازد، در دریاچه های یخ زده نیز اجزای طبیعی دست به دست هم می دهند تا لحظه ای صوتی و منحصربه فرد بسازند. شنیدن صدای یک دریاچه یخ زده، نوعی دعوت است برای تماشا طبیعت نه تنها با چشم، بلکه با گوش و قلب.

پدیده یخ زَدِگی دریاچه ها چگونه شکل می گیرد؟

در شرایط زمستانی، زمانی که دمای هوا برای مدت طولانی زیر نقطه انجماد باقی می ماند، سطح دریاچه ها به تدریج منجمد می شود. این انجماد ابتدا از سطح شروع شده و به مرور به لایه های پایین تر می رسد. آب، برخلاف بسیاری از مواد دیگر، در دمای چهار درجه سانتی گراد بیشترین چگالی را دارد و بنابراین هنگام انجماد، ساختاری منحصر به فرد ایجاد می نماید. این ساختار، در ترکیب با انبساط و انقباض ناشی از نوسانات دما، ترک هایی در سطح یخ به وجود می آورد. این ترک ها، در اصل همان سازهای طبیعی هستند که صدا فراوری می نمایند. لایه های مختلف یخ، بسته به ضخامت، شکل، و دمای محیط، امکان انتقال ارتعاش های گوناگون را دارند. وقتی پای انسان یا حیوانی روی سطح یخ فشار وارد می نماید، این فشار به صورت ارتعاش در سطح پخش می شود. بعضی از این ارتعاش ها در محدودهٔ شنوایی انسان قرار دارند و به صورت صداهایی عجیب شنیده می شوند. به همین علت است که یخ زدگی تنها یک فرایند فیزیکی نیست، بلکه می تواند منبع صدا و حتی نوعی موسیقی طبیعی باشد.

چگونه یخ ترک می خورد و صدا فراوری می شود؟

زمانی که دمای هوا به سرعت تغییر می نماید-مثلاً شب هنگام که هوا ناگهان سرد می شود-سطح یخ دچار انقباض یا انبساط می شود. این واکنش به تغییرات دما باعث ترک خوردن لایه های یخ می شود. ترک ها به صورت ناگهانی و با سرعتی بالا در یخ توسعه می یابند و همین حرکت، امواج صوتی فراوری می نماید. این امواج، بسته به زاویه، اندازه و مسیر ترک، صدایی خاص و منحصر به فرد دارند. گاهی صدا شبیه شلیک لیزر است، گاهی مانند ناله ای دوردست، و در بعضی موارد همچون رشته ای از ضربه های زیر و ریز. این صداها در محیط باز و ساکت دریاچه طنین می افنمایند و با انعکاس از دیواره ها و سطح یخ، تقویت می شوند. فیزیک دانان این امواج را با دستگاه های دقیق صوت سنجی ثبت نموده اند و نشان داده اند که الگوهای فراوری آن ها کاملاً قابل اندازه گیری است. این پدیده، نمونه ای از تبدیل حرکت مکانیکی به موج صوتی است. به عبارت دیگر، دریاچه های یخ زده هنگام ترک خوردن، آهنگ هایی علمی اما شنیدنی می نوازند.

چرا صداهای فراوریشده در یخ زدگی دریاچه ها عجیب و موسیقایی به نظر می رسند؟

صداهایی که از ترک خوردن یخ در دریاچه ها شنیده می شوند، اغلب حالتی موسیقایی دارند که با شنیدنشان، انسان حس می نماید در حال گوش دادن به صدایی ماورایی است. این صداها معمولاً دارای فرکانس بالا هستند و گوش انسان آن ها را به شکل صداهای تیز، لرزان یا دارای ریورب طبیعی می شنود. این ویژگی ناشی از خاصیت های صوتی یخ است که ارتعاش را سریع و بدون اتلاف زیاد منتقل می نماید. بعلاوه محیط سرد و خلأ صوتی اطراف دریاچه باعث می شود این صداها برجسته تر و واضح تر شنیده شوند. تفاوت در ضخامت یخ، عمق آب و اندازه نمک یا ناخالصی در یخ همگی بر شکل گیری این صداها تأثیرگذارند. انسان ها، به صورت غریزی، فرکانس های خاصی را موسیقایی تر یا زیباتر درک می نمایند و صداهای یخ به شکل عجیبی در همان محدوده قرار می گیرند. به همین علت است که شنیدن آن ها حس حضور در یک اثر هنری طبیعی را القا می نماید. این صداها از جنس نویز یا همهمه نیستند، بلکه ساختاری منظم و لحن دار دارند. انگار خود زمین، بی کلام سخن می گوید.

چرا دریاچه های یخ زده الهام بخش موسیقیدانان و فیلم سازان شده اند؟

در سال های اخیر، ضبط صداهای دریاچه های یخ زده به یکی از موضوعات مورد علاقهٔ هنرمندان، مستندسازان و آهنگ سازان تجربی تبدیل شده است. بعضی از موسیقیدانان از این صداها به عنوان بخش هایی از قطعه های خود استفاده نموده اند، یا حتی با ساختارهای الکترونیک آن ها را بازسازی نموده اند. این صداها به علت ماهیت طبیعی و غیرقابل پیش بینی خود، حالتی احساسی، عمیق و گاه عرفانی دارند. در مستندهای طبیعت نیز این اصوات به عنوان بخشی از فضای صوتی بکر و فراگیر استفاده می شوند. حتی بعضی از بازی های ویدئویی برای ایجاد حس محیطی سرد و ماورایی، از این صداها بهره برده اند. جذابیت شنیداری این پدیده به اندازه ای است که بسیاری از پروژه های تحقیقاتی نیز آن را از منظر صوت شناسی و هنر بررسی نموده اند. صدای یخ، یک صدای بی زمان است که نه فقط گوش، بلکه تخیل را هم درگیر می نماید. حضور چنین موسیقی ای در دل طبیعت، نشان می دهد که دنیا پیرامون ما هنوز مملو از رازهایی شاعرانه و علمی است. و این رازها، گاه از دل سکوتِ یخ، سر برمی آورند.

آیا می توان موسیقی یخ را به عنوان یک ابزار تحقیقاتی به کار گرفت؟

دانشمندان در سال های اخیر به صورت فزاینده ای به مطالعهٔ صداهای یخ از منظر علمی روی آورده اند. این اصوات می توانند اطلاعاتی دربارهٔ ضخامت یخ، تغییرات دما، و حتی فشارهای داخلی در ساختار یخ به دست دهند. پژوهشگران با نصب میکروفون های حساس روی سطح دریاچه های یخ زده، الگوهای صوتی خاصی را شناسایی نموده اند که می تواند به پیش بینی شکست های ساختاری یا ناپایداری یخ یاری کند. بعلاوه به وسیله بررسی طیفی این صداها می توان به درک دقیق تری از رفتار مواد در دماهای بسیار پایین رسید. در بعضی پروژه ها، از صدای یخ به عنوان شاخصی غیرتهاجمی برای سنجش تغییرات اقلیمی استفاده شده است. چون ساختار یخ در پاسخ به گرم شدن کره زمین تغییر می نماید، تغییر در صداها نیز می تواند نشانه ای از این تغییرات باشد. به این ترتیب، موسیقی یخ نه تنها زیبا، بلکه کاربردی و دانشی است. در آینده، ممکن است همین صداهای مرموز به ابزارهایی برای پیش بینی خطر یا ثبت داده های اقلیمی تبدیل شوند. آنچه روزی فقط شگفتی به نظر می رسید، امروز به یک مسیر علمی بدل شده است.