کرک برف به عنوان پدیده‌ی طبیعی: آکوستیکی کریستال‌های یخ صدا ویژه‌ای که همراه با قدم‌زدن روی برف در هوای سرد دیده می‌شود، نه تنها آکوستیکی پس‌زمینه است، بلکه پدیده‌ای فیزیکی پیچیده‌ای است که با فرآیند شکستن ماتریس یخی و تولید امواج صوتی در طیف وسیعی از فرکانس‌ها در ارتباط است. کرک برف یک ترمومتر آکوستیکی و نشان‌دهنده ویژگی‌های ساختاری آن است. 1. مبانی فیزیکی-مکانیکی تولید صدا کرک در لحظه‌ی تغییر شکل و شکستن لایه‌ی برفی تحت بار (قدم پا، چوب اسکی، لاستیک) ایجاد می‌شود. این فرآیند چند مرحله‌ای است: تغییر شکل پلاستیک و شکستن خشک. لایه‌ی برفی یک محیط پорист است که از کریستال‌های یخی (برفک‌ها) و دانه‌ها تشکیل شده است که با پل‌های برفی (پیوندهای فشرده‌سازی) به هم متصل هستند. در دمایی نزدیک به صفر درجه، این پیوندها نسبتاً پلاستیک هستند و کریستال‌ها می‌توانند تغییر شکل دهند و به همدیگر می‌خورند تقریباً بی‌صدا. اما با کاهش دما، یخ سخت می‌شود و پیوندها بین کریستال‌ها سفت می‌شوند. مکانیزم‌های «میکرو انفجار». در فشار پای، نوک تیز کریستال‌ها فشار را در نقاط تماس متمرکز می‌کنند. شکستن ناگهانی این نوک‌ها و پل‌های برفی رخ می‌دهد. انرژی پذیرای ارتجاعی که آزاد می‌شود باعث می‌شود که میکرو ویبراسیون‌های بخش‌های جدا شده و شبکه‌ی یخی به وجود آیند. این میکرو ویبراسیون‌ها منبع اصلی صدا هستند. تحقیقات آکوستیکی نشان داده است که یک قدم باعث شکستن صدها هزار از این میکرو تماس‌ها می‌شود. رôle دمای. دما عامل کلیدی‌ای است که ماهیت صدا را تعیین می‌کند. این به دلیل خاصیت بنیادی یخ است: با کاهش دما، خشکدگی و مودول یونگ (مقیاس سخت‌یابی) افزایش می‌یابد. یخ سخت‌تر و خشک‌تر در هنگام شکستن ارتعاشات صوتی با شدت بیشتر و فرکانس بالاتر تولید می‌کند. 2. وابستگی صدا به دما: مقیاس آکوستیکی مشاهده‌ها و آزمایش‌ها (که از جمله در دوران شوروی در انستیتو فیزیک زمین انجام شده است) به تولید وابستگی تجربی منجر شده است: از 0°C تا -6°C: کرک تقریباً وجود ندارد. غالباً صدای خشک یا خش خش یا شمرده است که با تغییر شکل پلاستیک و تیرگی کریستال‌های مرطوب مرتبط است. از -6°C تا -15°C: صدای پایین‌فرکانس‌ای کرک ظاهر می‌شود و تقویت می‌شود. صدا نسبتاً نرم و «خشک» است. شکستن عمدتاً در مرزهای دانه‌های برفی بزرگتر رخ می‌دهد. پایین‌تر از -15 ... Читать далее