Archive for December 2010

Γιατί δημιουργούνται πτυχώσεις στην άμμο;

Έχω αναρωτηθεί πολλές φορές γιατί στις ερήμους, αλλά και στο βυθό της θάλασσας, η άμμος δημιουργεί πτυχώσεις. Γιατί συμβαίνει αυτό;

Για να κατανοήσουμε πώς δημιουργούνται αυτοί οι σχηματισμοί στην άμμο της ερήμου πρέπει να λάβουμε υπ’ όψη μας μια θεμελιώδη αρχή της αεροδυναμικής: Η πίεση του αέρα μειώνεται όταν αυτός κινείται με αυξανόμενη ταχύτητα. Αυτό το φαινόμενο είναι που, μεταξύ άλλων, δίνει δύναμη ανύψωσης στις πτέρυγες του αεροπλάνου. Όταν ο αέρας κινείται με ταχύτητα πάνω από το φτερό ενός αεροπλάνου, η πίεσή του πέφτει. Και επειδή η πίεση κάτω από το φτερό είναι μεγαλύτερη απ’ ό,τι στο πάνω μέρος του, το φτερό δέχεται μια δύναμη άντωσης.

Το ίδιο συμβαίνει και με την άμμο της ερήμου. Όταν ο άνεμος, δηλαδή μια αέρια μάζα, κινείται πάνω από την άμμο, θα συναντήσει στην πορεία του χαλικάκια και άλλα μικρά εμπόδια. Έτσι, ο αέρας, για ελάχιστο χρονικό διάστημα, θα αυξήσει λίγο την ταχύτητά του και θα μειώσει την πίεσή του πάνω από την επιφάνεια της άμμου. Η υποπίεση που δημιουργείται είναι αρκετή για να μπορέσει ο αέρας να σηκώσει μερικούς μικρούς κόκκους άμμου και να τους ρίξει λίγο πιο κάτω, μόλις μειωθεί η ταχύτητα και αυξηθεί η πίεσή του. Με αυτό τον τρόπο, η άμμος μεταφέρεται λίγα εκατοστά πιο πέρα από το εμπόδιο που συνάντησε ο αέρας. Αυτό το μικρό ύψωμα θα λειτουργήσει σαν ένα νέο εμπόδιο για τον αέρα, με αποτέλεσμα η διαδικασία να επαναληφθεί και να δημιουργηθεί ένα νέο λοφάκι. Αυτό μπορεί να συνεχίζεται επ’ άπειρον, και το αποτέλεσμα είναι αυτά τα χαρακτηριστικά, όμορφα σχήματα, που θυμίζουν κύματα στην έρημο.

Ακριβώς το ίδιο ισχύει και για τα υγρά, όπου επίσης δημιουργείται μια υποπίεση, καθώς η ταχύτητα του υγρού αυξάνεται όταν συναντάει ένα εμπόδιο. Έτσι, οι πτυχώσεις της άμμου στο βυθό της θάλασσας, που αισθανόμαστε στα πέλματά μας, έχουν δημιουργηθεί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο.

Εξαφανίζονται τα δακτυλικά αποτυπώματα;

Εξαφανίζονται οι χαρακτηριστικές αυλακώσεις του δέρματός μας, αν καούμε από φωτιά ή κάποιο οξύ;

Τα δακτυλικά αποτυπώματα μπορούν κάλλιστα να εξαφανιστούν σε περίπτωση σοβαρού εγκαύματος από φωτιά ή οξύ. Πρέπει όμως να καεί και η επιδερμίδα και το υπόδερμα ή υποδόριος ιστός. Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργείται ουλώδης ιστός, χωρίς τις χαρακτηριστικές γραμμές που σχηματίζουν το ανθρώπινο δακτυλικό αποτύπωμα.

Πρέπει, ωστόσο, το έγκαυμα να είναι σοβαρό για να καεί το δέρμα κάτω από την επιδερμίδα – σε επιπόλαια τραύματα και καψίματα, το δακτυλικό αποτύπωμα αναδημιουργείται.

Μερικές φορές διαβάζουμε σε βιβλία και βλέπουμε σε ταινίες κακοποιούς που καίνε ή τρίβουν τα ακροδάχτυλά τους για να μην αφήσουν ίχνη, αλλά τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Στο βαθμό που η αστυνομία μπορεί να πάρει αποτυπώματα από όλα τα δάχτυλα, και ακόμη και από ολόκληρο το χέρι, θα πρέπει κανείς σχεδόν να ακρωτηριαστεί αν θέλει να είναι σίγουρος ότι δε θα αφήσει αποτυπώματα.

Τρώγεται ένα ξεπαγωμένο μαμούθ;

Το ότι οι εξερευνητές των πόλων έφαγαν κρέας μαμούθ δεν είναι παρά ένας μύθος. Το κρέας σαπίζει πολύ γρήγορα αφού ξεπαγώσει, και η μυρωδιά του είναι απαίσια. Ωστόσο, για τα σκυλιά που έσερναν τα έλκηθρα, το κρέας των μαμούθ ήταν πρώτης τάξεως λιχουδιά.

Γιατί προκαλεί αλλεργία η γύρη;

Η καταρροή, η φαγούρα, η κόπωση και το κοκκίνισμα και δάκρυσμα των ματιών που προκαλούνται από αλλεργίες σχετικές με τη γύρη οφείλονται στην πραγματικότητα σε ένα σφάλμα του ανοσοποιητικού μας συστήματος.

Το σώμα μας δε θα έπρεπε κανονικά να αντιδρά στη γύρη, αλλά κάνει λάθος διάγνωση όσον αφορά τους μικρούς κόκκους και επιστρατεύει όλες του τις δυνάμεις για να τους εξοντώσει, σαν να επρόκειτο για επικίνδυνα βακτήρια ή ιούς. Αυτή ακριβώς η άστοχη επίθεση και τα χημικά όπλα που χρησιμοποιεί το σώμα προκαλούν την αλλεργία.

Τα σωματίδια της γύρης είναι τόσο μικρά, που εισχωρούν εύκολα στον οργανισμό μας μέσω των βλεννογόνων της μύτης, των ματιών ή των πνευμόνων. Εδώ το ανοσοποιητικό μας σύστημα ενεργοποιεί αμέσως τη διαδικασία αναγνώρισής τους και, σε όσους είναι αλλεργικοί, το μηχανισμό εξολόθρευσής τους. Στα αλλεργικά άτομα, τα λευκά αιμοσφαίρια (Β-λεμφοκύτταρα) παράγουν ένα αντίδοτο μόλις έρθουν για πρώτη φορά σε επαφή με τη γύρη, υπό μορφή αντισωμάτων IgE. Τα αντισώματα κυκλοφορούν στο αίμα και προσκολλώνται στα κύτταρα που έχουν αποστολή να καλούν ενισχύσεις όταν το σώμα δέχεται εξωτερική επίθεση.

Αυτά τα βασεόφιλα κύτταρα, όπως λέγονται, υπάρχουν παντού στο σώμα μας, κυρίως όμως στο δέρμα και στους βλεννογόνους υμένες των ματιών, της μύτης και των πνευμόνων. Με τη βοήθεια των αντισωμάτων που έχουν προσκολληθεί στην επιφάνειά τους, εγκλωβίζουν ξένα σώματα, αναγνωρίζοντάς τα από την τρισδιάστατη εξωτερική τους δομή. Όταν τα κύτταρα αιχμαλωτίσουν έναν κόκκο γύρης εναντίον του οποίου το σώμα έχει δημιουργήσει αντισώματα, απελευθερώνουν νευροδιαβιβαστές, μεταξύ άλλων ισταμίνη. Αυτές οι ουσίες είναι που προκαλούν τα γνωστά συμπτώματα της αλλεργίας.

Η ισταμίνη επηρεάζει τις απολήξεις των νεύρων της μύτης και των ματιών, και το σώμα αντιδρά με κνησμό, πρήξιμο στα μάτια και καταρροή στη μύτη. Αυτή η ακραία αντίδραση δεν έχει κανένα νόημα όταν ο εισβολέας είναι απλώς γύρη, οπότε εδώ θα λέγαμε ότι το ανοσοποιητικό μας σύστημα μας σκαρώνει μια φάρσα.

Συνεργάζονται μεταξύ τους οι αράχνες;

Ποτέ δε βλέπουμε πολλές αράχνες στον ίδιο ιστό. Υπάρχουν αράχνες που δεν είναι «επιθετικοί ατομιστές» και λειτουργούν πιο συλλογικά;

Από τα σχεδόν 40.000 γνωστά είδη αραχνών, οι βιολόγοι γνωρίζουν περίπου 20 είδη τα οποία ζουν σε μεγάλες αποικίες, που μπορούν να φτάσουν μέχρι και αρκετές χιλιάδες άτομα.

Ορισμένα αφρικανικά και ασιατικά είδη του γένους Stegodyphus συμβιώνουν αρμονικά σε μεγάλους τρισδιάστατους ιστούς, που μπορεί να περιβάλλουν ακόμη και ένα ολόκληρο δέντρο. Οι αράχνες φροντίζουν και συντηρούν τον ιστό τους από κοινού. Εναλλάσσονται στη φροντίδα των μικρών τους και μοιράζονται τη λεία που αιχμαλωτίζουν.

Πρόσφατα, μάλιστα, ανακαλύφθηκε ένα νέο κοινωνικό είδος στο Εκουαδόρ της Νότιας Αμερικής, το Theridion nigroannulatum. Αυτές οι αράχνες φτιάχνουν κοινωνίες που θυμίζουν τις αντίστοιχες κοινωνικών εντόμων όπως οι μέλισσες, τα μυρμήγκια και οι τερμίτες. Τα θηλυκά έχουν δύο διαφορετικά μεγέθη, κάτι που δείχνει ότι υφίσταται ένα σύστημα καστών, καθώς και ένα σύστημα καταμερισμού εργασίας, όπως και στα άλλα κοινωνικά έντομα. Τέλος, μεμονωμένα άτομα ενδέχεται να συνεργάζονται με άλλα είδη αραχνών, καθώς υπάρχουν μικρές αράχνες που τρέφονται από τη λεία που αιχμαλωτίζεται σε ιστούς μεγάλων αραχνών.

Αυτό ισχύει, για παράδειγμα, για τις αράχνες του γένους Argyrodes, που συχνά ζουν στον ιστό των πολύ μεγαλύτερων αραχνών του γένους Nephila. Οι μικρές αράχνες τρέφονται από τα πολύ μικρά έντομα που αιχμαλωτίζονται στον ιστό, καθαρίζοντάς τον έτσι από ζωύφια που δεν τα τρώνε οι μεγάλες αράχνες.

Γιατί δεν μπορούμε να γαργαληθούμε μόνοι μας;

Επιστήμονες διεξήγαγαν τομογραφίες του εγκεφάλου για να διαπιστώσουν τι ακριβώς συμβαίνει στον εγκέφαλο ενός ανθρώπου όταν γαργαλιέται. Οι συμμετέχοντες στο πείραμα τοποθετήθηκαν σε τομογράφο, ενώ ένα ρομπότ γαργαλούσε την παλάμη τους. Το ρομπότ μπορούσε να ενεργοποιηθεί είτε από τους επιστήμονες είτε από τους ίδιους τους συμμετέχοντες. Κατόπιν, οι ερευνητές μελέτησαν τις διαφορές στις αντιδράσεις του εγκεφάλου σε ένα αναμενόμενο και ένα μη αναμενόμενο γαργαλητό.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ιδιαίτερη αίσθηση του γαργαλητού εμφανίζεται στον εγκεφαλικό φλοιό. Αν, όμως, κάποιος προσπαθήσει να γαργαληθεί μόνος του, τότε η αίσθηση αυτή αμβλύνεται από σήματα που προέρχονται από την παρεγκεφαλίδα.

Το πείραμα απέδειξε ότι ο εγκέφαλος υποβαθμίζει την αυτόβουλη επίδραση, και κατά πάσα πιθανότητα το γαργαλητό –και το γέλιο που το συνοδεύει– έχουν σε μεγάλο βαθμό ως απαραίτητη προϋπόθεση την έκπληξη.

Γιατί δεν παθαίνουν τα πουλιά ηλεκτροπληξία;

Απ’ ό,τι φαίνεται, τα πουλιά δεν παθαίνουν ηλεκτροπληξία όταν κάθονται σε καλώδια υψηλής τάσης. Πώς γίνεται αυτό;

Το ηλεκτρικό ρεύμα, η ροή ηλεκτρονίων μέσα σε ένα ηλεκτρικό καλώδιο, οφείλεται στη διαφορά δυναμικού. Όταν το πουλί έχει και τα δύο πόδια του στο ίδιο καλώδιο, δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού που θα επέτρεπε να περάσει ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από το σώμα του. Αν όμως το πουλί ερχόταν σε επαφή και με το έδαφος, θα σκοτωνόταν αμέσως από το ρεύμα που θα προέκυπτε από τη μεγάλη διαφορά τάσης ανάμεσα στο έδαφος και το καλώδιο.

Μεγαλύτερα πουλιά, όπως οι αετοί και οι κουκουβάγιες, μπορούν κάλλιστα να σκοτωθούν από τα ηλεκτρικά καλώδια, αν τύχει να ακουμπήσουν δύο καλώδια ταυτόχρονα. Στην περίπτωση αυτή, η διαφορά τάσης ανάμεσα στα καλώδια δημιουργεί το ηλεκτρικό ρεύμα.

Υπάρχουν γιγάντια διαμάντια στο διάστημα;

Έχω ακούσει ότι στο διάστημα υπάρχουν τεράστια διαμάντια. Αληθεύει κάτι τέτοιο;

Από τη δεκαετία του 1960, οι αστροφυσικοί μιλούσαν για την ύπαρξη ορισμένων λευκών νάνων που, εν μέρει τουλάχιστον, αποτελούνται από κρυσταλλικό άνθρακα. Μπορεί κάλλιστα να έχουν τη μορφή διαμαντιού, το οποίο έχει πολύ σταθερή και συμπαγή κρυσταλλική δομή. Οι λευκοί νάνοι είναι οι πυρήνες πρώην άστρων, που έχουν εξαντλήσει τα πυρηνικά τους καύσιμα, μετατρέποντας αρχικά το υδρογόνο τους σε ήλιο και στην συνέχεια το ήλιο σε άνθρακα και οξυγόνο. Καθώς τα αστρικά αυτά υπολείμματα ψύχονται, ο πυρήνας τους σιγά σιγά αρχίζει να στερεοποιείται και να μετατρέπεται σε κρυσταλλικό άνθρακα.

Τη δεκαετία του 1990, όταν ανακαλύφθηκε ότι ο λευκός νάνος BPM 37093 πάλλεται, οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν ότι η μελέτη του θα παρείχε σημαντικά δεδομένα για τον έλεγχο της θεωρίας της κρυσταλλοποίησης του πυρήνα των λευκών νάνων και της σταδιακής μετατροπής του σε «διαμάντι». Έτσι και έγινε. Με τη μέθοδο της αστροσεισμολογίας, της μελέτης δηλαδή της εσωτερικής δομής ενός άστρου μέσω της ανάλυσης της ταλάντωσης της επιφάνειάς του, αστρονόμοι το 2004 βρήκαν ότι μεγάλο μέρος της μάζας του BPM 37093 είχε κρυσταλλοποιηθεί, και είχε γίνει σαν ένα γιγάντιο διαμάντι, με μάζα συγκρίσιμη με αυτή του Ήλιου. Στο διάστημα δημιουργούνται και μικρότερα διαμάντια. Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει μικροσκοπικά διαμάντια σε μετεωρίτες που έχουν πέσει στη Γη.

Τι έχει εφευρεθεί από γυναίκες;

Σπάνια ακούμε για γυναίκες εφευρέτριες. Αληθεύει ότι οι γυναίκες δεν έχουν ποτέ εφεύρει κάτι;

Η ιστορία έχει να επιδείξει πολλές γυναίκες εφευρέτριες. Μπορούμε, για παράδειγμα, να αναφέρουμε την Υπατία από την Αλεξάνδρεια (περίπου 370-415 μ.Χ.), που εφηύρε μια συσκευή διύλισης, καθώς και το υδρόμετρο, που μετράει την πυκνότητα των υγρών.

Ωστόσο, ιστορικά, ήταν δύσκολο για τις γυναίκες εφευρέτριες να αυτοπροβληθούν. Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, οι γυναίκες στις ΗΠΑ και την Αγγλία δεν μπορούσαν να κατοχυρώνουν ευρεσιτεχνίες στο όνομά τους, μόνο και μόνο επειδή ήταν γυναίκες. Για παράδειγμα, η Sybilla Masters θεωρείται η πρώτη Αμερικανίδα εφευρέτρια. Το 1712, η Masters εφηύρε μια μηχανή καθαρισμού και επεξεργασίας του καλαμποκιού. Η ευρεσιτεχνία της μηχανής κατοχυρώθηκε τρία χρόνια αργότερα, αλλά στο όνομα του συζύγου της. Το 1886, η Josephine Cochrane εφηύρε το πλυντήριο πιάτων, ενώ γυναίκες εφηύραν επίσης την ηλεκτρική χύτρα και το σίδερο σιδερώματος.

Η Katherine Blodgett εφηύρε το 1938 το μη ανακλαστικό γυαλί, που βρήκε πολύ σημαντικές εφαρμογές στην κατασκευή γυαλιών όρασης, μικροσκοπίων και φωτογραφικών μηχανών. Στις μέρες μας, οι γυναίκες έχουν διακριθεί, μεταξύ άλλων, στην ιατρική έρευνα. Για παράδειγμα, η λιθουανικής καταγωγής Αμερικανίδα Gertrude Belle Elion κέρδισε βραβείο Νόμπελ και κατοχύρωσε 45 ευρεσιτεχνίες στον τομέα της ιατρικής.

Πώς λειτουργεί μια μάσκα αερίων;

Ποιοι χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά μάσκα αερίων και πώς λειτουργεί μια σύγχρονη μάσκα; Οι περισσότεροι συνδέουν τις μάσκες αερίων με τον πόλεμο, αλλά οι πρώτες μάσκες χρησιμοποιήθηκαν σε περίοδο ειρήνης.

Στα τέλη του 19ου αιώνα υπήρχαν μάσκες αερίων που χρησιμοποιούνταν, μεταξύ άλλων, από εργάτες ορυχείων και πυροσβέστες.

Σήμερα χρησιμοποιούνται σε πολλούς τομείς της βιομηχανίας, για προστασία, π.χ., από την εισπνοή χρωστικών ουσιών ή σκόνης που είναι επικίνδυνη για το αναπνευστικό. Η πρώτη φορά που χρησιμοποιήθηκαν μάσκες αερίων σε πόλεμο ήταν το 1915, στον Α΄ Παγκόσμιο πόλεμο, όταν έγινε χρήση χημικών όπλων κατά τη διάρκεια των μακροχρόνιων επιχειρήσεων στα χαρακώματα.

Το σημαντικότερο εξάρτημα μιας μάσκας αερίων είναι το φίλτρο της, το οποίο καθαρίζει τον εισπνεόμενο αέρα. Το φίλτρο αποτελείται, κατά κανόνα, από πολλές επιστρώσεις. Στο εξωτερικό μέρος υπάρχει ένα φίλτρο σωματιδίων, που κατακρατεί ακόμη και πολύ μικρές ακαθαρσίες. Τα καλύτερα φίλτρα σωματιδίων κατακρατούν ακόμη και ιούς. Μετά το φίλτρο σωματιδίων υπάρχει ένα στρώμα ενεργού άνθρακα, που είναι εξαιρετικά πορώδες. Ένα και μόνο γραμμάριο ενεργού άνθρακα μπορεί να έχει μια επιφάνεια έως και 2.000 τετραγωνικών μέτρων. Χάρη σε αυτή τη μεγάλη επιφάνεια, ο άνθρακας απορροφά και αδρανοποιεί σχεδόν όλες τις βλαβερές οργανικές ουσίες. Το φίλτρο άνθρακα μπορεί επίσης να εμποτιστεί με ουσίες που δεσμεύουν συγκεκριμένες χημικές ουσίες, των οποίων την εισπνοή θέλουμε να αποφύγουμε.

Μετά το φίλτρο άνθρακα υπάρχει ένα ακόμη φίλτρο, που δεσμεύει τα σωματίδια άνθρακα. Ένα από τα προβλήματα της μάσκας αερίων είναι ότι με τον καιρό τα φίλτρα βουλώνουν, και συνεπώς χάνουν την αποτελεσματικότητά τους. Επιπλέον, ο ενεργός άνθρακας απορροφά νερό με το πέρασμα του χρόνου, κάτι που μειώνει περαιτέρω τη δραστικότητά του.