Несмотря на столетия изучения, Вселенная остается во многом загадочной, как и планета, которую мы называем своим домом. Неизвестное вызывает удивление и любопытство, которые, в свою очередь, часто заставляют задавать вопросы. В поисках ответов мы собираем факты, строим гипотезы, проводим наблюдения и эксперименты. Иногда мы остаемся в недоумении. Причины маловероятных явлений, кажущихся невозможными событий и странных происшествий продолжают нас озадачивать.
В другое время, однако, мы делаем открытия, мы учимся, и наши знания расширяются. Тем не менее, нас ждут новые тайны. Всегда есть новые загадки, которые нужно разгадать. Каждый раз, когда нам удается разгадать одну из тайн Вселенной, мы вновь вдохновляемся на поиск новых ответов. Мы — вид с потребностью в познании, которая не может быть удовлетворена, даже когда с помощью науки нам удается разгадать такие загадки, как десять из этого списка.
10 Волны Титана
Планетологи согласны с тем, что Луна — это «влажный мир», но они озадачены тем, почему в озерах, морях и руслах рек нет волн. В конце концов, помимо низкой гравитации на Луне существует ветер, о чем свидетельствует обилие песчаных дюн на Луне; следовательно, должны быть волны. Может быть, озера замерзли? Может быть, они «покрыты веществом, похожим на смолу, которое гасит движение волн». Эти теории объясняют отсутствие волн, но новые данные показывают, что эти объяснения неверны.
Волны существуют, показывают последние исследования. Они просто не были видны, потому что зимой атмосфера плотная, с «холодным тяжелым воздухом», и лунные ветры слишком слабы, чтобы перемещать его — или создавать волны. По мере того, как Луна будет нагреваться с приближением лета, ветры должны усилиться и двигаться достаточно быстро, чтобы создать волны, различимые радаром. Если это так, то волны Титана помогут ученым оценить климатические условия на луне Сатурна и смогут определить «вязкость жидкости, лежащей в основе [волн]» и ее химический состав, а также помогут определить «скорость ветров на поверхности, что обеспечит независимую проверку климатических моделей Титана». Тайна раскрыта!
9 «Темная зона» Гренландии
Ледяной щит покрывает большую часть самого большого в мире острова — 1,71 миллиона квадратных километров (656 00 квадратных миль), если быть точным, что в три раза больше площади штата Техас, а толщина щита составляет милю! Однако, возможно, он недолго останется такого размера. Он находится в состоянии «постоянного отступления… теряя 500 гигатонн (500 миллиардов тонн) льда каждый год». Увеличение размеров темной зоны во многом связано с уменьшением размеров ледяного щита, обнаружили ученые.
Тайна резкого роста водорослей, составляющих темную зону, теперь раскрыта. Она вызвана слоем пыли, богатой углеродом и фосфором, которая покрывает эту область. Этот слой твердых частиц уменьшает количество солнечного света, отражаемого ледяным щитом в космос, что приводит к нагреванию льда, и весной лед тает, а спящие водоросли «мигрируют на поверхность», где они пользуются «круглосуточным солнечным светом», что позволяет растениям фотосинтезировать и расти, поскольку их зеленый цвет темнеет, защищая водоросли от «постоянного солнечного света». Росту растений также способствует богатая фосфором пыль, которая поступает «из гидроксилапатита — фосфатного минерала, который также содержит кальций, кислород и водород — который разносится по льду в виде пыли с открытых скальных обнажений».
Решение загадки роста темной зоны должно помочь ученым отследить скорость таяния ледяного щита Гренландии, поскольку более теплая атмосфера способствует большему отложению фосфора из местных пород, которые, высыхая, обнажают больше фосфора, что, в свою очередь, дает больше питательных веществ водорослям, которые затем все больше нагревают лед, создавая непрерывный цикл.
8 Кровавые водопады Антарктиды
Ученые из Университета Аляски в Фэрбенксе обнаружили, что «окисленное железо в соленой воде» придает водопаду Блад Фоллс его необычный цвет, поскольку железо в соленой воде, вступая в контакт с кислородом воздуха, окисляется — то есть ржавеет — и «окрашивает» воду в красный цвет. Соленая вода попадает на край ледника из подземного озера, так как давление заставляет воду проходить через «трещины и каналы» ледника, и этот путь занимает 1,5 миллиона лет.
Конечно, вода не текла бы вообще, если бы была заморожена, но она избегает замерзания, потому что «скрытое тепло, связанное с замерзанием воды», перенасыщение воды солью и «высокое давление у основания ледника» поддерживают температуру соленой воды выше температуры замерзания.
7 Череп паразауролофуса
Необычный череп включает «преувеличенный трубчатый гребень», который растет по центру передней части морды животного и вмещает носовой проход динозавра, включая ноздри. «Представьте, что ваш нос растет вверх по лицу, на три фута позади головы, а затем поворачивается, чтобы закрепиться над глазами», — говорит палеонтолог Терри Гейтс, отмечая, что «паразауролофус дышал через восемь футов трубы, прежде чем кислород достигал его головы».
Был ли странный выступ, который формируется «во многом подобно другим родственным утконосым динозаврам», «трубкой»? «Супер нюхач»? Такие объяснения выдвигались когда-то, но теперь ученые разгадали тайну трубчатых гребней. Это были «звуковые резонаторы и визуальные дисплеи, используемые для общения внутри своего вида» в то время, 75 миллионов лет назад, когда, как объясняет Денверский музей природы и науки, «узкое море» разделяло североамериканский континент.
6 Дрессировка многоножек
Хотя официально они известны как Parafontaria laminata armigera, ядовитых членистоногих, обитающих в Японии, в просторечии называют «поездными многоножками», поскольку они кишат в таком количестве, что останавливают поезда на путях. Впервые многоножки были замечены в 1920 году, они кишели на железнодорожных путях в «лесистых горах» Японии в таком количестве, что поездам приходилось останавливаться. Затем их не было видно в течение восьми лет, но они возвращались, снова заставляя поезда останавливаться. Это явление оставалось загадкой, пока Кейко Ниидзима, исследователь из Научно-исследовательского института лесного хозяйства и лесной продукции, не разгадал его. Многоножки не были каким-то образом привлечены к железнодорожным путям. Они просто перебирались на новые «кормовые площадки», которые оказывались по другую сторону путей.
Их жизненный цикл длится восемь лет, в течение которых вся популяция ядовитых многоножек переживает «фазы жизни одновременно». Это единственное членистоногое, не относящееся к насекомым, у которого развился этот восьмилетний синхронный жизненный цикл. Взрослые особи и седьмые нимфы (те, кто находится на стадии жизненного цикла, предшествующей взрослой) настолько многочисленны, что потребляют все, что могут, и вынуждены переселяться, чтобы найти больше «мертвых или разлагающихся листьев», от которых зависит их рацион. Многоножки необычны и своей оборонительной способностью: в случае нападения хищника многоножки выделяют сильный яд — цианид.
5Косатка нападает
Причина агрессии китов оставалась загадкой, пока исследователи не проанализировали кадры нападения нескольких косаток, все из которых были молодыми. Две из них, как оказалось, были «серьезно ранены». Хотя неясно, были ли их травмы получены до или во время нападения, исследователи считают, что в любом случае животные почувствовали угрозу, что, вероятно, объясняет их враждебность.
4 Клеточные кости
Конечно, у клеток нет костей, но у них есть структуры, которые выполняют функции, сходные с такой соединительной тканью. В растениях и животных актиновые нити, «тонкие, гибкие белковые нити», поддерживают клетки и клеточные функции, растут, сжимаются, соединяются «с другими вещами» и разветвляются при движении клеток. То, как актиновые нити образуют цепочки, соединяясь друг с другом, — процесс, известный как полимеризация, — было загадкой для ученых — загадкой, которую помогло решить моделирование с помощью суперкомпьютеров.
Исследователи обнаружили, что актиновая нить удлиняется гораздо быстрее на одном конце нити, чем на другом. Конец, который удлиняется менее быстро, действует как «место связывания», создавая быстрое соединение, позволяющее продолжить реакцию полимеризации. Эта способность позволяет клеткам выполнять самые разные задачи. Например, Грегори Вот, заслуженный профессор Чикагского университета имени Хейга П. Папазяна, говорит, что «когда клетка хочет двигаться вперед, … она полимеризует актин в определенном направлении. Затем эти актиновые нити надавливают на клеточную мембрану, что позволяет клетке двигаться в определенном направлении». Улучшенные знания о том, как действуют актиновые филаменты, имеют важное и «широкомасштабное» терапевтическое медицинское применение.
3 Flower Power
Шотландский ботаник Уильям Каррутерс использовал «отвратительную тайну», чтобы поставить под сомнение теорию эволюции, делая заявления об «ископаемых записях», которые защитники эволюции с трудом смогли устранить. Похоже, у Дарвина были веские причины для беспокойства по поводу быстрого появления ангиоспермов. По словам профессора Ричарда Баггса, эта «отвратительная загадка» остается неразгаданной и по сей день. Однако не так загадочны сомнения, которые Дарвин испытывал по поводу своих собственных взглядов на эволюцию жизни еще за несколько месяцев до смерти, и его опасения, что цветковые растения могут стать основой для оспаривания самой идеи о том, что жизнь развивалась как серия адаптаций к окружающей среде в течение миллионов лет. Тайна мыслей самого Дарвина о цветущих растениях и их возможного влияния на дело всей его жизни теперь раскрыта!
2 Геометрические капли
Сумчатые живут на «травянистых равнинах и в эвкалиптовых лесах» Австралии, проводя дни в туннелях, а ночью питаясь растениями. Чтобы пометить свою территорию, животные оставляют после себя экскременты. Дорожная смерть в виде вомбата частично раскрыла ответ на вопрос, как эти животные способны производить кубики экскрементов. Кишечник вомбата содержал «два желобка, где кишки более эластичны». Вскрытие еще двух вомбатов пролило еще больше света на проблему. Двухмерная математическая модель кишечника животных показала, что «отделы кишечника вомбатов сокращаются в течение нескольких дней, сжимая [фекалии] по мере того, как кишечник [извлекает] питательные вещества и воду» из экскрементов. «Жесткие части» кишечника сокращаются быстрее, мягкие участки — медленнее, последние формируют «последние углы куба».
1 Белое пятно
Поскольку Мунк часто писал картины на открытом воздухе, некоторые считали, что пятно появилось в результате того, что птица села или пролетела над головой. Другими словами, белое пятно было птичьими экскрементами; птица испражнилась на картину. Другие считали, что белые пятна были мелом или краской, которые каким-то образом попали на холст, когда Мунк работал над картиной. Когда профессор Тине Фройсакер из Университета Осло наняла команду для определения материалов и техники, которые художник использовал при написании своей картины, сканер Macro C-ray fluorescence, который они использовали для исследования образца загадочного белого пятна, раскрыл тайну: пятно было «расплавленным воском», а виновник — «свечой в студии Мунка», — сообщил аспирант Фредерик Ванмерт, который анализировал образец картины.
