位於敦煌市區以南5公里的鳴沙山、月牙泉自漢代便已成為敦煌盛景，千百年來，風捲飛沙，這沙漠中的泉水卻始終碧波盪漾。為什麼千百年來敦煌鳴沙山沒有吞噬月牙泉呢？月牙泉水來自何處呢？
原來，沙丘的移動速度與沙丘的高度成反比，越是高大的沙丘越不移動。月牙泉周圍的沙丘較為高大（平均高度為140米）,而且在這個區域內，冬季以偏西西南風為主，夏季以偏東東北風為主，相反方向的風抵消了對沙丘的影響，所以沙丘不發生整體的移動。
月牙泉四面沙山高聳，吹進這種環山窪地裡的風，由於空氣力學原理，會向上做離心迴旋運動，於是月牙泉周圍山上塌下來的沙子又被送回四面高大的沙山山脊上，這就是“雖遇烈風而泉不為沙掩蓋〞的道理”。
月牙泉被鳴沙山四面環抱，但不為流沙所掩，始終碧波盪漾，久雨不溢，久旱不凋。如此神奇的水，是從哪裡來的呢？
這是一個在研究領域都頗有紛爭的課題。蘭州大學水文地質專家張明泉教授告訴我們，在月牙泉湖區下面，單一而鬆散的含礫粗砂層結構為月牙泉匯水範圍內地下水的蓄積和流動提供了天然的空間。
在月牙泉的東西兩側，黨河與同屬黨河水系的大泉河出山口沖刷形成了一大一小兩個洪積扇，扇柄地勢高，扇緣地勢低平，而月牙泉就正好位於兩扇之間相對低窪的區域。
當黨河的地下徑流進入月牙泉所在的區域後，便從這個低窪區域的西南側溢出地表，而後又從東南側滲入地下，形成了這沙漠中的水景奇觀。
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