10 konstiga jordiska mysterier som vi äntligen förstår

Varje dag konfronterar planeten oss med pussel både stora och små. Svaren på några av dessa mysterier kan rädda liv, men oftast de minst kritiska hemligheterna visar sig vara de mest intressanta.

10How alligatorer rör sig tyst genom vatten

Med knappt en krusning för att ge dem bort rör sig alligatorer graciöst genom vattnet om de dykar, surar eller rullar runt. Men de har inte flipprar eller fenor som fiskar eller andra vattenlevande djur, så hur gör de sina expertmanövrer?

Precis som flygplan piloter använder de kontroller för att justera sin position. Men för en alligator är dessa kontroller speciella muskler som förändrar positionen av lungorna i kroppshålan. Gaserna i lungorna fungerar som en intern flotationsanordning. Genom att använda dessa muskler kan en alligator flytta sina lungor mot svansen för att dyka, mot huvudet mot ytan och mot lämplig sida för att rulla i vattnet. Alligatorer använder också sina svansar för att hjälpa dem att rulla.

Som forskare T.J. Uriona sa, "Det kan vara att i stället för dessa muskler som uppstod för andning, uppstod de för att flytta runt i vattnet och senare samordnade sig för andning."

9Hur naturliga bågar försvårar tyngd

Även om naturliga formationer som sandstenbågar och alkove ofta verkar utmana gravitationen, kommer de faktiskt att härleda sin styrka från gravitationen. Eftersom vind och vatten eroderar sig borta på klippan, förstärks kornen i den nedre delen av formationen genom att hålla större vikt från toppen. I grunden är sandkornets gräns från tyngdkraftsinducerad stress.

Medan vissa typer av sandsten innehåller cementerande mineraler fann forskare från Tjeckien att dessa mineraler inte behöver vara närvarande för sandstenpartiklarna att binda. Faktum är att cementeringsmineraler också äroderar från vind och vatten. Oavsett typ av erosion eller närvaron av cementeringsmineraler verkar vertikal stress vara den viktigaste faktorn för att sandsten blir mer motståndskraftig mot erosion och skapar fantastiska naturskulpturer.

För att illustrera konceptet använde forskare exemplet på en torr tegelvägg. "Det är lätt att dra ut tegel från toppen av väggen, men svårt att dra tegel från botten, som den laddas", sa geologen Jiri Bruthans. Nästan som en mänsklig skulptör använder naturen vind och vatten som verktyg för att eliminera överskottsmaterialet och avslöja den inneboende formen i stenen, som faktiskt skapas av tyngd och tyngdkraft.

8Har växter skyddas mot solbränna

Även om växter behöver absorbera ljus från solen för att göra mat genom fotosyntes kan ultraviolett strålning från solen skada en växt DNA och stoppa den från att växa. På så sätt är solbrännskador potentiellt lika farliga för växter som för människor. Men växter kan inte skumma sig med solskyddsmedel som vi kan. I stället producerar de speciella molekyler som kallas synapatestrar som transporteras till sina löv för att förhindra att ultraviolett-B (UV-B) strålning penetrerar de yttre skikten och bränner växten.

En särskild typ av synapat ester, sinapoylmalat, absorberar hela spektret av UV-B-strålning för att förhindra skador på växtens DNA. Även om dessa UV-B-våglängder är samma som skadar mänskligt DNA, har forskare inte för avsikt att lägga sinapoylmalat till solskydd för människor. De tror att kanelerna vi redan använder i våra solskyddsmedel är lika effektiva. I stället tror forskare att denna information ska användas för att utveckla växter som tål de högre strålningsnivåerna som kan åtfölja den globala uppvärmningen.

7 Den väl-negativa molekylen

De flesta av oss känner till de åtta vanligaste blodtyperna: A, B, AB och O, som var och en kan vara negativa eller positiva för Rhesus D-antigenet. Men i verkligheten finns det miljoner blodsorter. Under blodtransfusion kan du få en farlig, eventuellt dödlig immunreaktion mot det infuserade blodet om du får en blodtyp med ett antigen som du inte har.

I början av 1950-talet upptäckte läkare en sällsynt blodtyp - Vel-negativ - som orsakar våldsamt avslag på blodtransfusioner. Ungefär 1 av 2500 personer i Europa och Nordamerika har det. Men det tog ytterligare 60 år för läkare att hitta molekylen, ett protein som heter SMIM1, som skapade den välnegativa blodtypen och utvecklar två snabba DNA-baserade tester för att identifiera den. Dessa tester kan göras på bara några timmar. "Det är vanligen en kris när du behöver en transfusion", säger Bryan Ballif vid University of Vermont. "För de sällsynta, välnegativa individer som behöver blodtransfusion, är detta en potentiellt livräddande tidsram."

6 Hur man gör den perfekta popcornen

Genom högupplösta bilder och termodynamiska analyser bestämde forskarna att man skulle utforska hur popcorn hoppar, där dess poppande ljud kommer ifrån och vilken temperatur som kommer att producera de mest poppade kärnorna. De fann att temperaturen är den avgörande faktorn. När kärnan upphettas, blir fukten inuti kärnan till vattenånga och expanderar mot skrovet, som sedan spricker i en mjuka vita fling.

Enligt sin forskning fann de franska forskarna att 180 grader Celsius är den perfekta temperaturen som popar mest majs. Under det kommer färre kärnor att dyka upp. När den kritiska temperaturen nås, sticker ett ben ut ur spannmålen. När benet värms upp hoppar det in i luften. Men i stället för en raketeffekt, utför kärnan en manövrering som en löpande gymnast som vänder på en somersault.

Även om det plötsliga släppandet av tryckvattenånga inte orsakar att kärnan hoppa, skapar den "pop" vi hör.Forskarna såg till att ljudet inte kommer från skrovfraktureringen eller flingan som slår på plattan. Istället fann de att flaken blir en akustisk resonator när dess inre tryck faller, som popen från en champagneflaska när korken är borttagen.

5 Varför Gorillor Ät Rotting Wood

Gorillor kommer att tugga på förfallande trä tills deras tandkött blöder, i vissa fall. De kan också slicka förfallna stockar och trädstubbar, som ofta återkommer dagligen för att göra detta. Först trodde mystificerade forskare att råttavirket fungerade som medicin för att lugna djurs magar eller döda parasiter, men orsaken visade sig vara ännu mer bisarr.

Efter att ha sett 15 gorillor i Bwindi Impenetrable National Park i Uganda, äter förfallna trä, samlade forskare vid Cornell University samlingar av träet som djuren hade ätit och trä som gorillorna hade undvikit. De samlade också andra exemplar från gorillernas dieter. Genom att analysera alla dessa prover upptäckte forskarna att rottingträet gav mer än 95 procent av en gorillas dietary natrium, även om det bara var 4 procent av mängden mat som ätits.

Några apor, schimpanser och lemurer har också observerats äta trä. Det verkar som om djuren instinktivt söker efter en natriumkälla om deras kroppar behöver det. "Det betyder inte nödvändigtvis att de vet" att trä är en bra natriumkälla, men det betyder att de kan upptäcka när det är närvarande ", säger Alice Pell från Cornell University. Djuren kan ha lärt sig vad man ska äta genom försök och fel.

4 Vad orsakade Islands trollkrigspillor

Enligt lokal legend bildades de ihåliga stenpelarna i Skaelinger-dalen på Island av arga trollar som kastade dem på varandra. Var och en av de 40 pelarna är lite över 2,4 meter hög och 1,5 meter bred.

Även om den förklaringen av dessa konstiga formationer är underhållande, fann vulkanologer från universitetet i Buffalo att de förmodligen kom från interaktionen mellan vatten och lava på land för länge sedan. Enligt forskarnas teori slutade lava från vulkanutbrottet Laki 1783 (Laki ovan) till slut att gå genom Skafta River Gorge, så den smälta stenen smidda genom dalar som Skaelinger istället. När marken blev het, steg ånga som gejsrar från luckor i lavan. Då, som mer lava flödade runt de här kolvarna av ånga, så kyldes den smälta klippan till slut för att bilda ihåliga pelare. Hela processen tog antagligen inte mer än några dagar.

"Normalt, när vi tänker på lava som kommer i kontakt med vatten, tänker vi på att vattnet blinkar till ånga och orsakar en explosion", säger vulkanologen Tracy Gregg. "Här är ett exempel där ... du kunde stått där och tittade på det."

3When Christmas Island Seamounts kom ifrån

Över 50 massiva undervattensfjäll, eller "seamounts", sprids genom ett område på 1 miljon kvadratkilometer (417 000 mi) i det nordöstra Indiska oceanet, kallat julaisen Seamount-provinsen. Forskare hade blivit förvirrade av ursprunget till dessa sjöar, varav några stiger upp till 4,5 kilometer (3 mi) höga. De bildades inte av hotspots i manteln eller frakturerna i havsskorpan, som inträffade med seamounts i andra delar av världen. Istället matchade deras signaturer de nordvästliga australiensiska stenarna.

Från denna information och rekonstruktionen av tektoniska plattor upptäckte geokemister från Kiel universitet att dessa sjöar bildade från stenar som återvunnits när Gondwana, en gammal superkontinent, började delas ihop för att bilda Indiska oceanen för 150 miljoner år sedan. Samtidigt skal botten av Gondwana skorpa av och blev uppvärmd när den blandades med övre manteln. Sedan drogs det tillbaka till ytan.

"När spridningscentret [Indian Ocean] passerade över det området sögde det i huvudsak de kontinentala bitarna och bitarna upp igen", sade geokemisten Kaj Hoernle. "Eftersom dessa delar har mer flyktigt innehåll (som vatten och koldioxid), producerade de mer smält material än den normala övre manteln och bildade sömmar i stället för den normala havsskorpan."

2Varför är vi lurade av kroppsdubblar

Stunt fördubblas på TV och i filmer lura oss att tro att vi ser vår favorit TV eller filmstjärna på grund av en hjärnmekanism som stabiliserar vår uppfattning för att hjälpa oss att överleva. Våra sinnen perceptuellt "dra" oss mot ansikten vi har sett inom de senaste 10 sekunderna; Annars skulle folk se helt annorlunda mot oss varje gång de rörde sig eller att belysningen på sina ansikten förändrades. Detta skulle göra oss "blinda" till även de mest kända vänner och släktingar och resultera i visuellt kaos.

Men samma samma perceptuella trick, känt som "kontinuitetsfältet", fungerar också i omvända för att få oss att misstaga två helt olika former eller ansikten som identiska. Kontinuitetsfältet morphs står inför oss genom att anta att de senaste bilderna inte har förändrats så mycket. Forskare testade detta genom att visa studiedeltagare en målbild, sedan en annan snabb serie bilder på en skärm. När man bad om att hitta en match för målbilden valde de flesta inte en dubblett. I stället valde de en bild som kombinerar de två senaste målbilderna. Det betyder att deras hjärnor inte gick för noggrannhet, men för en blandning av de senaste bilderna.

Kontinuitetsfältet är avgörande för att stabilisera vår vision. "Om världen var instabil, skulle saker fluktuera i utseende.Vi skulle ha dubbeltid hela tiden och med allt-med koppar, med glasögon, med våra barn ", säger psykologen David Whitney. "Föreställ dig hur störande det skulle vara."

1 Varför Guinness Bubbles Sink

Det händer inte varje gång, men när det gör gör det ett bra partitrick: Ibland går bubblorna i ett glas Guinness ner när vi förväntar oss att de ska gå upp. Kemister från Stanford University och Edinburgh University bestämde sig för att ta reda på varför. Det visar sig att bubblorna i mitten av glaset går upp. Men när vätskan cirkulerar från mitten av glaset mot sidorna och ner igen, drar det bubblorna ner med dem.

"Svaret visar sig vara väldigt enkelt," förklarade Stanford professor Richard Zare. "Det bygger på tanken på vad som går upp måste komma ner. I detta fall går bubblorna lättare upp i ölglaset än på sidorna på grund av drag från väggarna. När de går upp höjer de ölen, och ölen måste spilla tillbaka, och det gör det. Det går ner på sidorna av glaset som bär bubblorna - särskilt små bubblor - med det nedåt. Efter ett tag stannar det, men det är verkligen ganska dramatiskt och det är lätt att demonstrera. "

Koldioxiden i många andra öl är mer benägna att lösa upp i vätskan. Därför trodde många människor, inklusive vissa forskare, att kvävet i Guinness-bubblor eller formen av glaset var anledningen till att Guinnessbubblorna gick ner. Stanfordforskarna fann emellertid att det kan ske med någon vätska i en mängd olika glasformer.