Een loeiend zandduin op cd

Twee Franse fysici gaan een ton Marokkaans woestijnzand naar Parijs halen. Om het te laten zingen, vertelden ze deze week hun vakbroeders in Leiden....

STÉPHANE Douady, een jongensachtige Fransman met twinkelende pretoogjes, propt de verslaggever een koptelefoontje in de oren, drukt op de knop van de cd-speler en gaat zitten.

Gestommel in een microfoon klinkt, vlakbij schreeuwt iemand iets onverstaanbaars, gehijg, rennende voetstappen. En dan gebeurt het.

Eerst zacht en dan steeds luider zwelt - bwoooooooooOOOOOH - een galmende bromtoon aan die misschien nog wel het meest klinkt als een misthoorn. Nu en dan komt er even wat ritme in. WowoWOWOwowo. En dan loeit het weer minutenlang voort: woooooohOOOOOOOH.

Douady, verbonden aan de prestigieuze Ecole Normale Supérieure (ENS) in Parijs, grijnst. Hij weet wat er nu komen gaat: vragen. Dat hypnotiserende gebrom, is dat dus zo'n zingend zandduin? Wanneer doen ze dat, die duinen? Wat is dat geschreeuw, trouwens? En hoe kan een zandduin loeien, fysisch gezien?

Het geschreeuw, begint Douady, is hijzelf bij de aanloop en het neerkomen in de steil hellende achterkant van een sikkelvormig stuifduin in de Magreb-woestijn, een barchan zoals dat heet. 'Wat je hoort is de zandlawine die ik zo veroorzaak. De mensen daar noemen de duinen ghords, naar het geluid dat ze al eeuwen horen als ze eroverheen lopen. Zij denken dat de zandduinen leven.'

En zij zijn de enigen niet. In de reisliteratuur ritselt het van de spookverhalen over verlaten woestijngebieden, waar reizigers opgeschrikt worden door plotseling mysterieus hoorngeschal of ijle zangkoren, van Californië tot Saoedi-Arabië en zelfs China. Al sinds het begin van deze eeuw hebben fysici geprobeerd te verklaren waar dat geluid precies vandaan komt.

De Fransman Douady heeft zijn eigen verhaal al vele malen verteld, van de week nog tijdens de workshop in Leiden over patroonvorming en ander collectief gedrag in korrelige substanties. Pakweg veertig collega-fysici uit de hele wereld luisterden gefascineerd naar de opnames die hij en zijn ENS-collega Bruno Andreotti in het zuiden van Marokko maakten. En naar hun verklaringen voor het intrigerende fenomeen.

Aanvankelijk, vertelt Douady, was het zingende zand niet meer dan een aardigheidje. 'Iets waarover we wel verhalen hadden gehoord. En omdat we voor ons eigenlijke onderzoek aan het zandtransport in stuifduinen toch in Marokko waren, gingen we op zoek naar het verschijnsel.'

Wat, Andreotti klinkt er nog steeds wat verbaasd over, eigenlijk heel gemakkelijk was. 'Op sommige duinen hoef je maar een stap te zetten en het begint al te galmen', zegt hij opgetogen. Het was, bekent hij, na hun ontdekking lastig om het hoofd te houden bij het vraagstuk waar ze echt voor kwamen: hoe sikkelduinen tot honderd meter per jaar op de wind kunnen wandelen zonder gewoon te verwaaien. Wie wil er nog stuifzand in plastic emmertjes wegen als de duinen onverklaarbare concerten geven?

Want zo eenvoudig als het zand tot zingen was te brengen, zo lastig bleek het een sluitende verklaring te vinden. Afzonderlijk van de helling glijdende zandkorrels produceren hooguit enig gesis, leert een simpele berekening. En collectief afschuiven van een dunne toplaag geeft geen hoorbaar geluid.

Een 'definitieve verklaring' die enkele Amerikanen een paar jaar geleden met veel aplomb in Nature publiceerden, over resonerende clusters zand die door een waterige siliciumcoating (silicagel) bij elkaar blijven, kan niet kloppen. In elk geval niet voor de kurkdroge Magreb. Douady: 'We weten uit ervaring dat het zand juist zwijgt zodra er vocht in de buurt is.'

Volgens de twee Fransen speelt een statistische eigenaardigheid van sommige zandmengsels een hoofdrol bij het zingen. Het juiste mengsel van scherpe grote korrels en gepolijste kleine maakt dat op de helling van een sikkelduin soms decimeters dikke platen zand in hun geheel naar beneden kunnen schuiven. Wrijving met de ondergrond produceert dan het karakteristieke brommende geluid, soms zo hard als een scheepshoorn.

Douady kwam letterlijk spelend met de duinen in Marokko op dat idee. 'Ik maakte op verschillende manieren kleine zandlawines, gewoon door mijn handen door de helling te trekken. Het was steeds één specifieke combinatie van snelheid met diepte die het geluid losmaakte. Op den duur krijg je daar behoorlijke handigheid in.'

Het plan is nu om uit het duingebied in Marokko een ton woestijnzand naar het lab aan de Rue Lhomond in Parijs te transporteren, iets van een kubieke meter. Daarmee willen Douady en Andreotti onder gecontroleerde omstandigheden hun zingend-zandtheorie verder testen.

Een ton Magreb-zand is het minimum, zegt Andreotti. Bij een eerdere reis nam het tweetal in lege cola-flessen vijftig kilo mee. 'De maximum bagage voor het vliegtuig, maar te weinig om een fatsoenlijke helling mee te bouwen.' Binnenkort gaat hij omzien naar een truck. En geld om het transport te financieren.

Reproduceerbare proeven zijn hard nodig, zegt de Leidse post-doc dr. Martin van Hecke, organisator van de workshop en specialist in zandribbels op ondiepe zeebodems. 'Het zijn wat dat betreft typisch Fransen. Veel handwaving en veel improvisatie, ook in het veld. Een beetje systematiek zou geen kwaad kunnen. Maar als ze gelijk hebben, laat het opnieuw zien waartoe simpel zand allemaal in staat is.'

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden