В утренние часы в горах происходит подтаивание находящегося между
камнями льда. Это приводит к уменьшению сцепления камней друг с другом, к
возникновению шумных камнепадов, лавин и осыпей. В вечерние часы
камнепады происходят из-за перемещений камней при замерзании воды. Так
как камнепады приносят людям немало вреда, разработаны приборы,
предупреждающие о возможном обрушении пород – они фиксируют звуки,
возникающие в горной породе при растрескивании, предшествующем
камнепаду.
Растрескивание ледяного покрова на крупных
внутри-материковых водоемах и в северных морях сопровождается звуками,
напоминающими сухие ружейные выстрелы. Чем толще лед, тем шире и глубже
трещины и сильнее звуки растрескивания. В полярных странах они настолько
часты, что привыкшие к ним животные не боятся и настоящих выстрелов.
Интенсивность растрескивания льда зависит от глубины и скорости
выхолаживания, от степени неоднородности структуры льда и покрывающего
его снежного покрова. Особенно благоприятно для образования трещин
отсутствие снежного покрова на льду. Чаще всего растрескивание
наблюдается при первых больших морозах в начале зимы и при резких
потеплениях в ее середине. Вот как описывает звуковые эффекты при
растрескивании льда на Телецком озере на Алтае О.И. Алекин: «В морозную
ночь все озеро наполнено непрерывным треском, напоминающим отдаленную
ружейную стрельбу, временами в эти звуки врываются более сильные удары,
напоминающие удары колокола – это образуются более крупные трещины.
Подхватываемые эхом соседних гор, звуки приобретают характер подземного
гула...»
Разломы льда в океане под влиянием сил сжатия (ветер,
течения) или сейсмических возмущений сопровождаются глухим гулом,
похожим на отдаленные подводные взрывы.
В зоне вечной мерзлоты при
замерзании подпочвенных вод происходит вспучивание почвы, образуются
бугры. Возникновение значительных масс подпочвенного льда сопровождается
резкими звуками, напоминающими артиллерийский обстрел. Деревья могут
при этом склоняться до земли, в воздух поднимаются столбы снежной пыли и
ледяных осколков.
Верхоянская впадина в Сибири во время зимних ночей
сильно выхолаживается, В сухом приземном слое воздуха при температуре –
65° покрывающий почву неглубокий снежный покров наполовину испаряется.
Все это создает благоприятные условия для охлаждения почвы. С сильным
треском она при этом разрывается на небольшие участки (полигоны).
В
полярных странах нередко наблюдается явление, получившее название
«толчки фирна». Оно состоит в том, что при резком оседании верхних
разрыхленных слоев снега возникают сопровождаемые сильным гулом и
треском мощные колебания снежного покрова, простирающиеся на 3...4 м в
глубину и охватывающие площадь в несколько десятков километров. «Толчки
фирна» могут быть вызваны движением по поверхности снега машин, человека
или животного, а иногда и просто давлением ветра. Впервые это явление
было отмечено немецким метеорологом А. Вегенером в Гренландии во время
экспедиции в 1930 году.
Внимательные наблюдатели природы давно уже
обратили внимание на изменение с понижением температуры воздуха скрипа
снега при ходьбе: при низких температурах скрип всегда более звонок.
Некоторые метеорологи первой четверти нашего века предлагали даже
оценивать температуру по воспринимаемым на слух изменениям в характере
скрипа снега.
Акустические измерения показали, что в спектре скрипа
снега имеются два пологих и не резко выраженных максимума – в диапазоне
250...400 Гц и 1...1,6 кГц. В большинстве случаев низкочастотный
максимум на несколько децибел превышает высокочастотный. При температуре
воздуха выше – 6° высокочастотный максимум сглаживается и нередко
полностью ликвидируется. С понижением температуры от – 8° до – 20° сила
звука скрипа снега увеличивается на 1 дБ.
При ломке ледяных сосулек
диаметром 1,5...4 см были отмечены два максимума акустической энергии – в
диапазоне 125...200 Гц и 1,25...2 кГц. Максимумы эти достаточно резко
выражены и четко отделены друг от друга. Такая же картина распределения
акустической энергии по спектру наблюдается и при взламывании речного
льда толщиной 0,5 м с помощью ледокола. Таким образом высокочастотные
максимумы акустической энергии для скрипа снега, ломки сосулек и речного
льда приходятся на один и тот же диапазон частот, низкочастотные же
смещены по спектру. Это указывает на различие в жесткости структуры
снега и льда.
Известно, что мягкие материалы при ударе или изломе
дают глухой звук, в котором высокие частоты ослаблены или совсем не
представлены. Понижение температуры окружающей среды ведет к увеличению
твердости материалов, к усилению взаимодействия между частицами
вещества. Поэтому при ударе или изломе тел, находящихся в условиях
пониженной температуры, спектр возникающих акустических колебаний
распространяется в область высоких частот.
Благодаря наличию
множества воздушных промежутков между кристаллами льда, снежный покров
имеет невысокую плотность, и его с полным основанием можно отнести к
категории мягких материалов. При понижении температуры кристаллы
становятся более упругими, а снежный покров в целом – более хрупким. Это
и обеспечивает расширение акустического спектра скрипа снега в область
высоких частот. Поскольку скрип снега является результатом массового
слома кристаллов льда, можно полагать, что перераспределение энергии
скрипа с температурой указывает на изменения в характере взаимодействия
элементов структуры снежного покрова.
. В тихую морозную погоду при
температуре воздуха ниже – 49° в холодных странах (особенно в Якутии)
наблюдатели нередко отмечают шуршащий звук, напоминающий звук
пересыпаемого зерна. На первых порах этот звук приписывали полярному
сиянию, которое часто наблюдалось при этом явлении. Однако впоследствии
было установлено, что причина явления – в столкновении кристаллов льда,
которые образуются в большом количестве при дыхании человека в морозном
воздухе. У якутов это явление известно под именем «шёпота звезд». Яркое
описание его. дано Н.С. Лесковым в рассказе «На краю света». | 
З В О Н О К НА У Р О К