空气振动说。有人认为,当沙粒间的空气受压而外逸时,产生振动,引起了鸣响。还有人认为,空气振动与水有着直接的关系。即是说沙山下有水源,水以毛细作用的方式沿着沙层上升,达到沙面后,很快被蒸发掉,使表面形成一定厚度的干沙层,而干沙下面仍为湿沙层。当滑动时,表层的干沙层中的空气受压向下逃逸时受到湿沙层的阻挡,从而产生振动,引起了鸣响。
摩擦静电说。认为组成鸣沙的石英沙粒相互挤压摩擦产生静电,于是产生沙鸣。
压电说。认为鸣沙的成分以石英沙粒为主,由于石英晶体具有特殊的压电性质,当这些敏感的石英沙粒一旦受到挤压就会带电,在电的作用下它又会往复伸缩振动。振动越厉害,产生的电压越高,电压越高,振动就越厉害,于是沙鸣就越来越响。
摩擦说。这是目前多数人的观点。认为鸣沙是由表面干净的无数均一的沙粒摩擦而引起。这种有效的摩擦能量足以使我们听到鸣响。
地理环境说。他们认为,从地理位置上看,我国的鸣沙都处于内陆,均具备三个条件:一是沙丘高大且陡;二是背风向阳,背风坡沙面呈月牙形;三是沙丘底下有水渗出。由于水分蒸发,在泉水潭或干河槽之上形成一道肉眼看不见的蒸气墙或冷气墙。而沿着高大的月牙形沙丘的山脊线之上,因太阳暴晒形成一道热气层。这样就构成了一个天然的“共鸣箱”。沙丘被人畜搅动或在风的吹动下发出的声音有多种频率,其中如有一种频率恰巧能在天然“共鸣箱”里引起共鸣,就会使沙粒本身的音量突然增大。我国已故地理学家竺可桢于1959年夏考察了沙坡头鸣沙山后曾解释说:“只要沙丘高大,坡陡,底下有泉涌出,以细沙为主,矿物成分大部分是石英,表面干燥,被太阳晒热,再经摩擦,便会发出声响来。”也就是说,没有一定的合适的地理环境,尽管有摩擦也不会鸣响。
上述各种假设和理论,多是建立在实地考察基础上的推测,缺乏大量的实验依据,都不能令人信服。
近年来,我国科学家对鸣沙现象进行了潜心研究,他们发现,在电子显微镜下,鸣沙颗粒与普通沙粒完全不同。在鸣沙颗粒光滑的表面上有很多蜂窝状的小孔洞。他们认为,这些小孔洞正是鸣沙发声的关键所在。它们形成了众多的“共鸣箱”,当沙粒彼此之间相互运动时,摩擦产生的细小声音与这些“共鸣箱”共鸣而放大,于是就发出了可被人们听到的悦耳的声响。为了证实这种观点,屈建军等科学家将各种不发声的普通沙漠沙、海滩沙,甚至玻璃珠颗粒进行表面处理,结果这些颗粒都发出了和鸣沙一样的乐声。
他们还认为,在自然界中,鸣沙发声还需要一定的外部条件,如沙丘坡度、沙粒均匀度、水分含量等。这些因素都会影响鸣沙发声。鸣沙表面的“蜂窝”状孔洞则是鸣沙发声的真正的内在原因。气候、环境又往往是影响“声带”的外在原因。
“蜂窝”是长年风蚀、水蚀和化学溶蚀等原因形成的,一旦环境受到污染,“蜂窝”被堵塞,“声带”被破坏,鸣沙就不再歌唱,这就是为什么世界上有些鸣沙会变“哑”的原因。 现在,他们已将采自科威特、日本、澳大利亚以及我国西藏阿里、毛乌素沙漠、腾格里沙漠、塔克拉玛干沙漠、科尔沁沙地、海南岛昌黎黄海岸的普通沙,经过化学物理的方法,都处理成了“会唱歌”的沙。
他们的研究,不但提示了鸣沙发声的机理,而且为人工制造鸣沙提供了可能。不久的将来,人造鸣沙及用鸣沙制成的旅游商品将给人们带来回归大自然的无限乐趣。