10 Vreemde aardse mysteries die we eindelijk begrijpen

Elke dag confronteert de planeet ons met puzzels, groot en klein. De antwoorden op sommige van deze mysteries kunnen levens redden, maar vaker wel dan niet blijken de minst kritische geheimen de interessantste te zijn.

10 Hoe alligators stil door water bewegen

Met nauwelijks een rimpeling om ze weg te geven, bewegen alligators gracieus door het water, of ze nu duiken, opduiken of rollen. Maar ze hebben geen zwemvliezen of vinnen zoals vissen of andere waterdieren, dus hoe bereiken ze hun expertmanoeuvres?

Net als vliegtuigpiloten gebruiken ze knoppen om hun positie aan te passen. Voor een alligator zijn die controles echter speciale spieren die de positie van de longen in de lichaamsholte veranderen. De gassen in zijn longen werken als een inwendig drijforgaan. Door deze spieren te gebruiken, kan een alligator zijn longen in de richting van zijn staart schuiven om te duiken, in de richting van zijn kop naar het oppervlak, en naar de juiste kant om in het water te rollen. Alligators gebruiken ook hun staarten om hen te helpen rollen.

Als onderzoeker T.J. Uriona zei: "Het kan zijn dat in plaats van deze spieren die voor de ademhaling ontstonden, ze opstonden om in het water rond te bewegen en later gecoöpteerd werden om te ademen."

9Hoe natuurlijke bogen tarten de zwaartekracht

Hoewel natuurlijke formaties zoals zandstenen bogen en alkoven vaak de zwaartekracht lijken te trotseren, ontlenen ze in feite hun kracht aan de zwaartekracht. Terwijl wind en water wegrotten bij de rots, worden de korrels in het onderste deel van de formatie versterkt door de handeling van het vasthouden van meer gewicht vanaf de bovenkant. In wezen komen de zandkorrels samen door zwaartekracht-geïnduceerde stress.

Terwijl sommige soorten zandsteen cementerende mineralen bevatten, ontdekten onderzoekers uit de Tsjechische Republiek dat die mineralen niet aanwezig hoeven te zijn om de zandsteendeeltjes te binden. Het cementeren van mineralen tast namelijk ook aan van wind en water. Ongeacht het type erosie of de aanwezigheid van cementerende mineralen, lijkt verticale spanning de belangrijkste factor om zandsteen beter bestand te maken tegen erosie te maken en adembenemende natuurlijke sculpturen te creëren.

Om het concept te illustreren, gebruikten onderzoekers het voorbeeld van een droge bakstenen muur. "Het is gemakkelijk om baksteen uit de top van de muur te trekken, maar moeilijk om baksteen van de bodem te trekken, zoals het geladen is," zei geoloog Jiri Bruthans. Bijna als een menselijke beeldhouwer, gebruikt de natuur wind en water als hulpmiddelen om het overtollige materiaal te elimineren en de inherente vorm in de steen te onthullen, die feitelijk wordt gecreëerd door gewicht en zwaartekracht.

8Hoe planten worden beschermd tegen zonnebrand

Hoewel planten licht van de zon moeten absorberen om voedsel door fotosynthese te maken, kan ultraviolette straling van de zon het DNA van een plant beschadigen en ervoor zorgen dat het niet groeit. Op die manier zijn zonnebrand potentieel net zo gevaarlijk voor planten als voor mensen. Maar planten kunnen zichzelf niet met zonnebrandcrème zo goed als mogelijk behandelen. In plaats daarvan produceren ze speciale moleculen die sinapaatesters worden genoemd en die naar hun bladeren worden getransporteerd om te voorkomen dat ultraviolet-B (UV-B) -straling de buitenste lagen binnendringen en de plant verbranden.

Eén bepaald soort sinapaatester, sinapoylmalaat, absorbeert het volledige spectrum van UV-B-straling om schade aan het DNA van de plant te voorkomen. Hoewel deze UV-B-golflengten dezelfde zijn die het menselijke DNA beschadigen, zijn onderzoekers niet voornemens om sinapoylmalaat aan sunblocks toe te voegen voor mensen. Ze geloven dat de cinnamates die we al in onze zonnebrandmiddelen gebruiken, net zo effectief zijn. In plaats daarvan zijn wetenschappers van mening dat deze informatie moet worden gebruikt om planten te ontwikkelen die bestand zijn tegen de grotere stralingsniveaus die gepaard kunnen gaan met het broeikaseffect.

7The Vel-Negative Molecule

De meesten van ons weten van de acht meest voorkomende soorten bloed: A, B, AB en O, die elk negatief of positief kunnen zijn voor het Rhesus D-antigeen. Maar in werkelijkheid zijn er miljoenen soorten bloed. Als u tijdens een bloedtransfusie een soort bloed krijgt met een antigeen dat u niet heeft, kunt u een gevaarlijke, mogelijk dodelijke immuunreactie hebben op het geïnfundeerde bloed.

In het begin van de jaren vijftig ontdekten artsen een zeldzaam type bloed - Vel-negatief - dat gewelddadige afwijzing van bloedtransfusies veroorzaakt. Ongeveer 1 op 2.500 mensen in Europa en Noord-Amerika hebben het. Maar het duurde nog eens 60 jaar voor artsen om het molecuul te vinden, een eiwit genaamd SMIM1, dat het Vel-negatieve bloedtype creëerde en twee snelle op DNA gebaseerde tests ontwikkelde om het te identificeren. Deze tests kunnen in slechts een paar uur worden gedaan. "Het is meestal een crisis wanneer je een transfusie nodig hebt," zei Bryan Ballif van de Universiteit van Vermont. "Voor die zeldzame Vel-negatieve individuen die een bloedtransfusie nodig hebben, is dit een potentieel levensreddend tijdsbestek."

6 Hoe de perfecte popcorn te maken

Door snelle beeldvorming en thermodynamische analyse besloten wetenschappers te onderzoeken hoe popcorn springt, waar het knallende geluid vandaan komt en welke temperatuur de meest geplette kernels zal produceren. Ze vonden dat temperatuur de cruciale factor is. Wanneer de kernal wordt verwarmd, verandert het vocht in de kernel in waterdamp en expandeert het tegen de romp, die vervolgens breekt in een golvende, witte vlok.

Volgens hun onderzoek ontdekten de Franse wetenschappers dat 180 graden Celsius (356 ° F) de perfecte temperatuur is om de meeste maïs te laten knappen. Daaronder zullen minder kernels verschijnen. Wanneer de kritische temperatuur is bereikt, steekt een poot uit de nerven. Naarmate het been warmer wordt, springt het in de lucht. Maar in plaats van een raketeffect, voert de kernel een manoeuvre uit zoals een rennende turner die een salto draait.

Hoewel de plotselinge afgifte van waterdamp onder druk er niet voor zorgt dat de kernel springt, creëert het wel de "pop" die we horen.De onderzoekers zorgden ervoor dat het geluid niet afkomstig was van het breken van de romp of dat de schilfer op de plaat terechtkwam. In plaats daarvan vonden ze dat de vlok een akoestische resonator wordt wanneer de inwendige druk ervan daalt, zoals de knal uit een champagnefles wanneer de kurk wordt verwijderd.

5Waarom Gorillas Rottend Hout eten

Gorilla's kauwen op rottend hout totdat hun tandvlees bloedt, in sommige gevallen. Ze kunnen ook rottende logs en boomstronken likken, die vaak dagelijks terugkeren om dit te doen. Aanvankelijk dachten gemystificeerde onderzoekers dat het rottende hout als een medicijn werkte om de magen van de dieren te kalmeren of parasieten te doden, maar de reden bleek nog bizar.

Nadat je 15 gorilla's in het Bwindi Impenetrable National Park in Oeganda hebt gezien die rottend hout eten, verzamelden wetenschappers van de Cornell University monsters van het hout dat de dieren hadden gegeten en hout dat de gorilla's hadden vermeden. Ze verzamelden ook andere exemplaren van de diëten van de gorilla's. Door al deze monsters te analyseren, ontdekten de wetenschappers dat het rottend hout meer dan 95 procent van het natriumgehalte van een gorilla opleverde, hoewel het slechts 4 procent van de hoeveelheid gegeten voedsel was.

Er zijn ook apen, chimpansees en lemuren waargenomen die hout eten. Het lijkt erop dat de dieren instinctief naar een bron van natrium zoeken als hun lichaam het nodig heeft. "Dit betekent niet noodzakelijk dat ze" weten "dat hout een goede bron van natrium is, maar het betekent wel dat ze kunnen detecteren wanneer het aanwezig is," zei Alice Pell van Cornell University. De dieren hebben misschien met vallen en opstaan ​​geleerd wat ze moeten eten.

4Wat heeft de IJslandse Troll War Pillars veroorzaakt

Volgens de plaatselijke legende werden de holle rotspilaren in de Skaelinger-vallei in IJsland gevormd door boze trollen die ze naar elkaar gooiden. Elk van de 40 pilaren is iets meer dan 2,4 meter hoog en 1,5 meter breed.

Hoewel die uitleg van deze vreemd uitziende formaties leuk is, vonden vulkanologen van de universiteit van Buffalo dat ze waarschijnlijk lang geleden afkomstig waren van de interactie van water en lava op het land. Volgens de theorie van de wetenschappers, werd lava van de Laki vulkaanuitbarsting van 1783 (Laki hierboven afgebeeld) uiteindelijk geblokkeerd om door de Skafta River Gorge te gaan, zodat de gesmolten rots in plaats daarvan door valleien zoals de Skaelinger gesmeed werd. Terwijl de grond heet werd, steeg stoom als geisers uit gaten in de lava. Toen er meer lava rond die kolommen stoom stroomde, koelde het gesmolten gesteente uiteindelijk af tot holle pilaren. Het hele proces duurde waarschijnlijk niet langer dan een paar dagen.

"Normaal gesproken denken we dat water dat stoomt en een explosie veroorzaakt, wanneer we denken dat lava in contact komt met water," zei vulkaan Tracy Gregg. "Hier is een voorbeeld waar ... je had daar kunnen staan ​​en het hebben bekeken."

3Waar zijn Christmas Island Seamounts vandaan gekomen

Meer dan 50 massieve onderwaterbergen, of 'zeebergen', liggen verspreid over een gebied van 1 miljoen vierkante kilometer (417.000 mijl) van de noordoostelijke Indische Oceaan genaamd de Christmas Island Seamount Province. Wetenschappers waren verbijsterd over de oorsprong van deze zeebergen, waarvan sommige tot 4,5 kilometer (3 mijl) hoog opstonden. Ze werden niet gevormd door hotspots in de mantel of breuken in de oceaanbodem, zoals gebeurde met onderzeese hoeveelheden in andere delen van de wereld. In plaats daarvan kwamen hun handtekeningen overeen met die van de noordwestelijke Australische rotsen.

Op basis van deze informatie en de reconstructie van tektonische platen ontdekten geochemisten van de Universiteit van Kiel dat deze zeebodems gevormd werden uit stenen die gerecycled werden toen Gondwana, een oud supercontinent, ongeveer 150 miljoen jaar geleden uiteen begon te spatten om de Indische Oceaan te vormen. Tegelijkertijd schilde de bodem van Gondwana's korst af en werd verwarmd wanneer het werd gemengd met de bovenste mantel. Toen werd het teruggetrokken naar de oppervlakte.

"Toen het verspreidingscentrum van de [Indische Oceaan] over dat gebied ging, zoog het in wezen de continentale stukjes en beetjes weer op," zei geochemist Kaj Hoernle. "Omdat deze stukken een meer vluchtig gehalte hebben (zoals water en koolstofdioxide), produceerden ze meer gesmolten materiaal dan de normale bovenmantel en vormden ze in plaats van de normale oceaanbodem."

2Waarom we bedrogen zijn door het dubbele van het lichaam

Stunt verdubbelt op tv en in films bedriegen ons om te geloven dat we onze favoriete tv of filmster zien vanwege een hersenmechanisme dat onze perceptie stabiliseert om ons te helpen overleven. Onze geest "lokt" ons perceptie naar gezichten die we in de laatste 10 seconden hebben gezien; anders zouden mensen er compleet anders uitzien dan wanneer ze hun hoofd zouden bewegen of de verlichting op hun gezicht zouden veranderen. Dit zou ons "blind" maken voor zelfs de meest bekende vrienden en familieleden en resulteren in visuele chaos.

Dezezelfde perceptuele truc, ook bekend als het 'continuïteitsveld', werkt echter ook omgekeerd om ons twee volledig verschillende vormen of gezichten als identiek te laten beschouwen. Het continuïteitsveld wordt voor ons geconfronteerd door aan te nemen dat recente afbeeldingen niet zoveel zijn veranderd. Wetenschappers testten dit door studieonderzoekers een doelbeeld te tonen, en vervolgens nog een korte reeks foto's op een scherm. Op de vraag om een ​​overeenkomst te vinden voor de doelafbeelding, hebben de meeste mensen geen duplicaat gekozen. In plaats daarvan hebben ze een foto geselecteerd die de twee nieuwste doelafbeeldingen combineert. Dat betekent dat hun hersenen niet voor nauwkeurigheid gingen, maar voor een mix van de meest recente foto's.

Het continuïteitsveld is van cruciaal belang om onze visie te stabiliseren. "Als de wereld onstabiel zou zijn, zou het uiterlijk veranderen.We zouden de hele tijd dubbele takes hebben, en met alles - met bekers, met een bril, met onze kinderen, "zei psycholoog David Whitney. "Stel je voor hoe verontrustend dat zou zijn."

1Waarom Guinness Bubbles Sink

Het gebeurt niet elke keer, maar als dat zo is, is het een geweldige feesttruc: soms gaan de bubbels in een glas Guinness naar beneden als we zouden verwachten dat ze omhoog zouden gaan. Chemici van Stanford University en de Universiteit van Edinburgh besloten te achterhalen waarom. Het blijkt dat de bubbels in het midden van het glas omhoog gaan. Als de vloeistof echter vanuit het midden van het glas naar de zijkanten en weer omlaag circuleert, worden de luchtbellen er mee naar beneden getrokken.

"Het antwoord blijkt echt heel simpel", legt Stanford-professor Richard Zare uit. "Het is gebaseerd op het idee van wat naar boven moet komen. In dit geval gaan de bellen gemakkelijker omhoog in het midden van het bierglas dan aan de zijkanten vanwege de weerstand van de wanden. Terwijl ze naar boven gaan, heffen ze het bier op, en het bier moet morsen, en dat doet het. Het loopt langs de zijkanten van het glas en draagt ​​de bellen - met name de kleine belletjes - ermee, naar beneden. Na een tijdje stopt het, maar het is echt behoorlijk dramatisch en het is gemakkelijk te demonstreren. "

De koolstofdioxide in veel andere bieren zal eerder oplossen in de vloeistof. Dat is waarom veel mensen, waaronder sommige wetenschappers, dachten dat de stikstof in Guinness bubbels of de vorm van het glas de reden was dat Guinness bubbels naar beneden gingen. De Stanford-onderzoekers ontdekten echter dat het bij elke vloeistof in verschillende glasvormen kan voorkomen.