10 misterios de nuestro mundo que la ciencia finalmente resolvió

Los científicos han estado desconcertados durante años por los misterios de nuestro mundo, desde los movimientos gigantescos bajo el océano hasta cómo se originaron los océanos. Hoy tenemos las respuestas a algunas de estas preguntas.

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10El secreto de las piedras de vela del valle de la muerte

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Desde la década de 1940 hasta hace poco, el Racetrack Playa, un lecho de lago seco con una superficie plana en el Parque Nacional del Valle de la Muerte, fue el escenario de un misterio de "piedras navegando" que dejó a la gente rascándose la cabeza. Con años o incluso décadas entre cada ocurrencia, una fuerza invisible parecía mover cientos de rocas a través del suelo al mismo tiempo, dejando largos senderos paralelos en el lodo seco. Estas piedras de vela pesaban hasta 300 kilogramos (700 lb) cada una.

Nadie había visto las piedras en movimiento por lo que los científicos sabían. Así que un equipo de investigadores de los EE. UU. Decidió investigar en 2011. Instalaron cámaras de tiempo y una estación meteorológica para medir las ráfagas de viento. Luego instalaron unidades de rastreo GPS activadas por movimiento en 15 rocas de piedra caliza y las colocaron en la playa.

Podría haber pasado una década o más antes de que sucediera algo, pero tuvieron suerte. En diciembre de 2013, el equipo estuvo allí en persona cuando las piedras navegaron, y el misterio quedó resuelto.

Las fuertes lluvias y la nieve habían dejado 7 centímetros (3 pulgadas) de agua en la playa. Por la noche, se congeló en finas capas de hielo que se rompieron en paneles flotantes más grandes bajo el sol del mediodía. Se necesitaron vientos de aproximadamente 15 kilómetros (10 millas) por hora para que el hielo acumulado empuje las rocas a través de la playa, dejando huellas en el lodo debajo de la superficie helada. Los senderos se hicieron visibles meses más tarde cuando el lecho del lago se secó.

Las rocas solo se moverán si las condiciones son perfectas. No demasiado viento, sol, agua o hielo. No demasiado poco, tampoco. "Es posible que los turistas realmente hayan visto que esto sucede sin darse cuenta", dice el investigador Jim Norris. "Es realmente difícil estimar que una roca está en movimiento si todas las rocas a su alrededor también se mueven".

9Cómo las jirafas se mantienen verticales en sus piernas huesudas

Las jirafas pesan alrededor de 1,000 kilogramos (2,200 lb) pero tienen huesos de patas increíblemente delgadas para su tamaño. Sin embargo, no se colapsan o parecen lastimarse.

Para averiguar por qué, los investigadores del Royal Veterinary College probaron las extremidades de jirafa donadas por zoológicos de la Unión Europea. Las extremidades procedían de animales que habían muerto por causas naturales en cautiverio o habían sido sacrificados. Los investigadores colocaron las extremidades en un marco rígido y luego utilizaron masas de hasta 250 kilogramos (550 lb) para simular el peso de una jirafa en sus piernas. Cada extremidad se mantuvo estable y erguida sin ningún problema. De hecho, las patas de las jirafas habrían podido tolerar con éxito fuerzas aún mayores.

La razón es un ligamento suspensorio (tejido fibroso que mantiene unidos los huesos) que reside en un surco que recorre la longitud de los huesos de las piernas en una jirafa. Estos huesos de las piernas son similares al hueso metatarsiano en un pie humano y al hueso metacarpiano en una mano humana. Pero en una jirafa, estos huesos son mucho más largos.

El ligamento suspensorio no genera ninguna fuerza por sí mismo. Proporciona soporte pasivo solo porque es tejido elástico, no muscular. Eso disminuye la fatiga para el animal porque no tiene que usar sus músculos tanto para soportar su peso. Este ligamento también protege las articulaciones del pie de la jirafa y evita el colapso de sus pies.

8El cantar dunas de arena

Hay 35 dunas de arena conocidas que emiten un fuerte estruendo que suena como el gemido bajo de un violonchelo. El sonido puede durar hasta 15 minutos y puede viajar hasta 10 kilómetros (6 millas) de distancia. Algunas dunas cantan ocasionalmente, otras diariamente. Ocurre cuando los granos de arena se deslizan por estas dunas en particular.

Al principio, los científicos pensaron que los tonos provenían de las vibraciones en las capas subsuperficiales de las dunas. Pero los investigadores descubrieron que podían recrear el sonido en un laboratorio dejando que la arena se deslice por una pendiente. Eso probó que la arena, no la duna, estaba cantando. El sonido provino de las vibraciones de los granos en sí mismos a medida que caían en cascada por la duna o una estructura de laboratorio inclinada.

Luego, los investigadores investigaron por qué algunas dunas de arena que cantaban producían varias notas a la vez. Para esto, estudiaron arena de dos dunas, una en el suroeste de Marruecos y la otra en el sureste de Omán.

La arena marroquí siempre produjo un sonido a aproximadamente 105 hercios, que es similar a dos octavas por debajo de la media C. La arena omaní produjo un rango de nueve notas, de aproximadamente F a Sharp a, con frecuencias de 90 a 150 Hertz. .

Los investigadores descubrieron que el tamaño de los granos era responsable del tono de las notas. Los granos marroquíes tenían aproximadamente el mismo tamaño, 150-170 micrones (0.006-0.0065 pulg.). Sonaban consistentemente como un G-sharp. Pero los granos de Omán oscilaron entre 150 y 310 micrones de tamaño (0,006-0,012 pulg.), Lo que representó un rango más amplio de nueve notas. Cuando los científicos aislaron algunos de los granos de Omán por tamaño, su rango más estrecho vibró a una frecuencia para producir la misma nota.

La velocidad de la arena en movimiento también fue un factor. Cuando todos los granos tenían un tamaño similar, se movían a velocidades similares y producían constantemente el mismo tono. Cuando los granos variaban en tamaño, se movían a diferentes velocidades, causando un mayor rango de notas.

Pero los científicos todavía no entienden por qué estos tonos suenan como música. Su teoría es que las vibraciones de los granos en movimiento se sincronizan, empujando el aire como el diafragma en un altavoz.

7El triángulo de las Bermudas paloma mensajera

Este misterio comenzó en la década de 1960, cuando un profesor de la Universidad de Cornell estudió la extraordinaria capacidad de las palomas mensajeras para encontrar su camino a casa desde lugares que antes desconocían.Liberó a las palomas de una variedad de lugares en todo el estado de Nueva York. A todos les fue bien, a excepción de las aves liberadas de Jersey Hill. Esas palomas se perdieron casi todas las veces. El 13 de agosto de 1969, encontraron su camino a casa desde Jersey Hill, pero cada dos veces, parecían estar desorientados y volaron al azar. El profesor no pudo explicar por qué sucedió eso.

El Dr. Jonathan Hagstrum, del Servicio Geológico de los Estados Unidos, cree que puede haber resuelto el misterio, aunque su teoría es controvertida. “La forma en que las aves navegan es que usan una brújula y usan un mapa. "La brújula es generalmente la posición del Sol o el campo magnético de la Tierra", dijo. "Están utilizando el sonido como su mapa ... y esto les dirá dónde están en relación con su hogar".

Hagstrum cree que las palomas utilizan infrasonidos, sonidos de baja frecuencia inaudibles para los humanos. Como mencionamos una vez antes, ese tipo de sonido puede haber sido usado en paisajes sonoros antiguos para alterar los estados mentales de nuestros antepasados ​​cuando participaban en ceremonias religiosas.

Las aves pueden estar utilizando infrasonidos (que se generan en este caso por pequeñas vibraciones en la superficie de la Tierra a partir de las olas del océano profundo) como una baliza de observación. Cuando las aves se perdieron en Jersey Hill, la temperatura y el viento causaron que la señal infrasónica se moviera hacia la atmósfera. Las palomas no podían sentirlo en el suelo. Pero el 13 de agosto de 1969, las condiciones de temperatura y viento eran perfectas. Así que las palomas pudieron escuchar el infrasonido y encontrar su camino a casa.

6El origen único del único volcán activo de Australia

Australia tiene solo una zona volcánica activa, que se extiende a 500 kilómetros (300 millas) desde Melbourne hasta el Monte Gambier. En los últimos cuatro millones de años, ha habido alrededor de 400 eventos volcánicos, con la última erupción hace unos 5.000 años. Los científicos estaban desconcertados por la causa de estas erupciones en una parte del mundo que, de lo contrario, casi no tiene actividad volcánica.

Ahora, los investigadores han resuelto el misterio. La mayoría de los volcanes de la Tierra se producen en los bordes de las placas tectónicas, que se mueven constantemente pequeñas distancias (en centímetros por año) sobre el manto de la Tierra. Pero en Australia, las variaciones en el grosor del continente hacen que las corrientes en el manto de abajo atraigan calor a la superficie. Combinado con la deriva hacia el norte de Australia a 7 centímetros (3 pulgadas) por año, un hotspot evolucionó en el área, creando magma.

"Hay alrededor de otras 50 regiones volcánicas aisladas similares en todo el mundo, varias de las cuales ahora podemos explicar", dice Rhodri Davies, de la Universidad Nacional de Australia.

5Los peces que prosperan en un sitio de limpieza de Superfund

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Desde la década de 1940 hasta la de 1970, las plantas de fabricación arrojaron bifenilos policlorados (PCB) como residuos en el puerto de New Bedford en Massachusetts. La Agencia de Protección Ambiental declaró al puerto un sitio de limpieza de Superfund porque la cantidad de contaminación de PCB era más de cuatro veces el nivel que se creía seguro. Pero el puerto también alberga un rompecabezas biológico que los investigadores pueden haber resuelto finalmente.

En medio de tal contaminación tóxica, las aves marinas del Atlántico han prosperado en el puerto de New Bedford. Un tipo de pez presa, el pez mata, permanece en las mismas aguas a unos pocos cientos de metros de su lugar de nacimiento durante toda su vida.

Normalmente, cuando un pez digiere PCB, algunos de los productos químicos metabolizados se vuelven más tóxicos para los peces que los PCB iniciales. Pero los killifish han desactivado esta ruta genética, impidiendo que se formen las toxinas metabolizadas. Se han adaptado a la contaminación de PCB, pero algunos científicos creen que este cambio genético puede hacer que los asesinos sean más susceptibles a los efectos dañinos de otros contaminantes. También es posible que estos peces no puedan vivir en un ambiente saludable cuando se limpien las aguas.

Los killifish son presa de la lubina rayada, el pez azul y otros peces que comemos. Entonces, aunque los killifish parecen ser inmunes a las toxinas de PCB, pueden pasar esos contaminantes por toda la cadena alimenticia hasta nosotros.

4Cómo se producen las olas bajo el agua

Las olas submarinas, también llamadas ondas internas, permanecen debajo de la superficie del océano, ocultas a nuestra vista. Elevan el agua de la superficie del océano en pulgadas, lo que dificulta su detección, excepto por satélite. Las olas internas más grandes aparecen en el estrecho de Luzón, entre Taiwán y Filipinas. Pueden elevarse 170 metros (560 pies) y moverse a solo unos centímetros por segundo a través de grandes distancias.

Los científicos creen que debemos entender cómo se generan estas olas porque pueden ser un contribuyente importante al cambio climático global. Las ondas internas mezclan el agua superior, menos salada, más cálida del océano con su agua más baja, más fría y más salada. Conducen grandes volúmenes de sal, calor y nutrientes a través del océano. Es la principal forma en que el calor se transfiere desde el océano superior a las aguas inferiores.

Los científicos siempre han querido resolver el misterio de cómo se generan las enormes olas internas en el estrecho de Luzón. Es difícil verlos en el océano, aunque los instrumentos pueden detectar la diferencia de densidad entre una onda interna y el agua que la rodea. Sin embargo, los científicos decidieron realizar sus pruebas en un tanque de olas de 15 metros (50 pies). Las ondas internas se generaron empujando el agua del fondo frío sobre dos crestas en el fondo marino simulado. Parece que estas enormes olas internas se producen por el espaciamiento de las crestas en el estrecho de Luzón, no por una característica en una cresta como una montaña alta.

"Es una pieza importante del rompecabezas en el modelado climático", dice Thomas Peacock del MIT. “En este momento, los modelos climáticos globales no pueden capturar estos procesos.Obtienes una respuesta diferente ... si no cuentas por estas olas ".

3por qué las cebras tienen rayas

Hay muchas teorías sobre por qué las cebras tienen rayas. Algunos piensan que las rayas actúan como camuflaje o como una forma de confundir a los depredadores. Otros creen que las rayas ayudan a las cebras a regular el calor corporal o elegir a sus parejas.

Los científicos de la Universidad de California en Davis decidieron encontrar la respuesta. Estudiaron dónde vivían las especies (y subespecies) de cebras, caballos y asnos. Recolectaron información sobre el color, la ubicación y el tamaño de las rayas en los cuerpos de las cebras. Luego trazaron un mapa de las ubicaciones de las moscas tsetse y los tábanos, como las moscas de caballo y las moscas de venado. Algunas otras variables, algunos análisis estadísticos, y listo. Tenían su respuesta.

"Me sorprendieron nuestros resultados", dijo el investigador Tim Caro. "Una y otra vez, hubo una mayor franja en las áreas del cuerpo en aquellas partes del mundo donde había más molestia de las moscas que picaban".

Las cebras son más vulnerables a las moscas que pican porque su pelo es más corto que el de animales similares como los caballos. Estas moscas chupadoras de sangre pueden ser portadoras de enfermedades mortales, por lo que es importante que las cebras eviten este riesgo.

Otros investigadores de la Universidad de Suecia descubrieron que las moscas evitan las rayas de cebra porque tienen el ancho correcto. Si fueran más anchas, las cebras no estarían protegidas. En ese estudio, más moscas fueron atraídas por superficies negras, menos por superficies blancas y menos por rayas.

2La extinción en masa de aproximadamente el 90 por ciento de las especies de la Tierra

Hace unos 252 millones de años, alrededor del 90 por ciento de las especies de nuestro planeta fueron eliminadas en la extinción final del Pérmico, también conocida como la "Gran Muerte", la peor extinción en masa de la Tierra. Es una antigua investigación, con sospechosos que van desde asteroides hasta volcanes. Pero resulta que los asesinos no se pueden ver sin un microscopio.

Según los investigadores del MIT, el culpable era un microbio unicelular llamado Metanosarcina que come compuestos de carbono y produce metano como residuo. Este microbio existe hoy en los basureros, pozos petroleros y las entrañas de las vacas. En el período Pérmico, los científicos creen Metanosarcina sufrió una transferencia de genes de una bacteria que permitió Metanosarcina Procesar el acetato. Una vez que eso sucediera, el microbio podría consumir grandes pilas de materia orgánica que contenía acetato que estaban sentados en el fondo del océano.

La población de microbios explotó, arrojando enormes cantidades de metano a la atmósfera y acidificando el océano. La mayoría de las plantas y animales en tierra perecieron, junto con los peces y los mariscos en el mar. Pero los microbios necesitarían níquel para multiplicarse tan salvajemente. Sobre la base de su análisis de sedimentos, los investigadores creen que los volcanes siberianos saquearon las grandes cantidades de níquel que necesitan los microbios.

"Yo diría que la extinción del final del Pérmico es la vida animal más cercana a la que se haya destruido totalmente, y puede haber estado muy cerca", dice el investigador Greg Fournier. "Muchos, si no la mayoría, de los grupos de organismos supervivientes apenas se aferraron, y solo unas pocas especies lo lograron, muchas probablemente por casualidad".

1El origen de los océanos de la Tierra

El agua cubre alrededor del 70 por ciento de la superficie de nuestro planeta. Inicialmente, los científicos creían que la Tierra se formaba seca, con una superficie fundida creada por los impactos de otros objetos del espacio. Las colisiones con asteroides y cometas húmedos supuestamente trajeron agua a nuestro planeta mucho más tarde. "Algunas personas han argumentado que cualquier molécula de agua que estuviera presente cuando se formaban los planetas se habría evaporado o se habría lanzado al espacio", dijo el geólogo Horst Marschall. "[Los científicos pensaron que] el agua superficial tal como existe en nuestro planeta hoy debe haber llegado mucho más tarde, cientos de millones de años después".

Pero un nuevo estudio muestra que la Tierra tenía agua en su superficie cuando se formó, lo suficiente para que la vida haya evolucionado antes de lo que se creía originalmente. Lo mismo puede ser cierto para otros planetas en nuestro sistema solar interno antes de que sus entornos se vuelvan hostiles.

Para determinar cuándo llegó el agua a la Tierra, los investigadores compararon dos grupos de meteoritos. El primer grupo, las condritas carbonáceas, son los meteoritos más antiguos jamás identificados. Llegaron a existir casi al mismo tiempo que nuestro sol, antes de que se desarrollaran los planetas. Se cree que el segundo conjunto de meteoritos provino de Vesta, un gran asteroide que se formó en la misma área general que la Tierra unos 14 millones de años después de que nació nuestro sistema solar.

Los dos tipos de meteoritos comparten la misma química y contienen mucha agua. Por esa razón, los investigadores creen que la Tierra se formó con agua en su superficie a partir de condritas carbonosas hace unos 4.600 millones de años.