Восемь загадок, разгаданных учеными

Самодвижущиеся камни, которые буквально «ползают» по высохшему озеру в Долине Смерти — национальном парке США, находятся под пристальным вниманием ученых с конца 1940-х годов. За это время выдвигалась масса гипотез, объясняющих геологический феномен: об ураганном ветре, воздействии магнитных полей, аномальной зоне, появлялось даже предположение о том, что камни перемещают работники парка. Вопросов всегда было больше, чем ответов. Способен ли ветер переместить валун весом до 350 кг на расстояние до 200 м? Почему камни движутся хаотично, без общего направления? Почему некоторые из них остаются неподвижны? И куда, наконец, исчезают валуны, от которых остаются одни следы?

В 2011 году команда исследователей из Института океанографии Скриппса затеяла эксперимент. Ученые установили метеостанцию в Долине Смерти и принесли на озеро 15 валунов, оборудованных GPS-приемниками — экспериментировать с исконными камнями в Долине Смерти руководство национального парка запретило. Трехлетние наблюдения позволили подтвердить одну из высказывавшихся ранее гипотез: камни катятся под действием силы ветра, причем происходит это только зимой, когда в морозные ночи на валунах образуются корки льда, выполняющие роль паруса. Параллельно ученым удалось обелить туристов в глазах смотрителей парка — те полагали, что пустые дорожки от камней доказывают: посетители воруют ценные «экспонаты». Исследователи убедили их в том, что это всего лишь следы от растаявших льдин.

Дожди из креветок, рыб, лягушек, пауков, червей или птиц — редкое природное явление, которое пугало людей еще в древние времена и продолжает смущать в наши дни. Например, в мае этого года осадки в виде миллиона маленьких пауков «выпали» в австралийском городе Гоулберн в Новом Южном Уэльсе и были расценены некоторыми жителями как знамение скорого конца света.

К счастью, у людей науки нашлось объяснение для «живых» дождей — большинство ученых сходятся во мнении, что виной всему водяные смерчи и торнадо, которые выхватывают животных из их среды обитания и переносят на огромные расстояния. Что касается рыб, то они не всегда падают сверху: некоторые виды умеют ползать по суше и даже дышать легкими — например, двоякодышащие рыбы протоптеры. Вероятность осадков из мертвых птиц повышается во время новогодних праздников, когда в небо взлетают тысячи петард и фейерверков.
Еще один природный феномен — цветные осадки — до сих пор наводит панику на города мира. В Индии в 2001 году в течение двух месяцев шел кровавый дождь. В Саратовской области недавно выпадал оранжевый снег. Ученые быстро реагируют на подобные аномалии и находят им объяснения: так, в российском снеге обнаружились частицы африканского песка из пустыни Сахара, а в дожде — споры местного лишайника.

Невероятно эффектный полет стай скворцов по-научному называется мурмурацией. Это явление, больше похожее на танец или авиашоу из-за удивительных небесных фигур, возникающих в небе, было одной из главных загадок для орнитологов. У ученых имелось несколько гипотез о том, как и для чего тысячи птиц сбиваются в громадные стаи и устраивают шоу в небе. Одни специалисты полагали, что подобные полеты нужны пернатым для обмена информацией о том, куда следует лететь и где находятся места с кормом. Другие считали, что танцы помогают скворцам защищаться от врагов, вводя их в заблуждение и запугивая.

Объяснить это природное явление не помогали даже сложные алгоритмические модели. Однако в прошлом году ученые из Уорикского университета в Великобритании сделали важное открытие: они объяснили феномен мурмурации скворцов с помощью динамики темных и светлых пятен в летящей стае. Было замечено, что каждый скворец в гигантской стае принимает такое положение, чтобы на него падал свет со всех сторон — это дает возможность почерпнуть максимум информации при полете. Все фигуры и изменения в массовом «танце» происходят из-за того, что скворцы поддерживают это состояние — предельной прозрачности, меняя положение в зависимости от солнечного света.

Ученые построили компьютерную модель мурмурации и убедились, что движения и фигуры стаи напоминают естественные перемещения скворцов в природе, что подтверждает правильность нового алгоритма.

Величайшая катастрофа на планете произошла в конце палеозойской эры: около 252 млн лет назад. Тогда вымерло 96% морских видов животных, 83% видов насекомых и 70% представителей наземной фауны. До недавнего времени ученые могли лишь строить гипотезы о том, почему это произошло: выдвигались версии о падении метеорита, столкновении Земли с астероидом, выбросе метана, резком изменении климата и др. Многие ученые сходились во мнении, что виной катастрофы явилось излияние Сибирских траппов в результате мощнейшего извержения в истории Земли. Наиболее полные доказательства этой версии были представлены в апреле этого года международной командой геофизиков и геохимиков. Ученые установили, что 252 млн лет назад траппы Сибири выбросили в атмосферу триллионы тонн углекислого газа, что привело к окислению воды в мировом океане и сделало его малопригодным для жизни. Выводы ученых основываются на изучении двух типов изотопов бора, содержавшихся в известняке у побережья Объединенных Арабских Эмиратов. Измерения показали, что за 10 000 лет уровень pH океана понизился на 0,7. «Это настолько быстрое изменение, что океан просто не смог защититься от столь увеличившегося уровня CO2», — рассказал руководитель исследования Мэтью Кларксон, геохимик из Университета Отаго в Новой Зеландии. Одной загадкой на Земле стало меньше.

Миграция сама по себе — чудо. Ученым долго не удавалось узнать, как именно многие поколения животных безошибочно находят место зимовки, которое когда-то выбрали их предки. Последняя из раскрытых тайн — миграция бабочек монарх. Каждая из них живет около двух месяцев, но при этом короткая жизнь особей не становится преградой для большого путешествия всей колонии: ежегодно полчища бабочек преодолевают тысячи километров, перемещаясь из Канады в Мексику осенью и возвращаясь в Северную Америку по весне. 30 лет ученые не могли определить место зимовки монархов. Оказалось, это небольшая область в труднодоступных горах Мексики. Она была найдена в 1975 году и с тех пор стала местом паломничества любителей природы: зона находится в границах биосферного заповедника «Марипоса-Монарка».

Лишь недавно биологам удалось объяснить, как именно бабочки-путешественницы находят дорогу к месту зимовки и обратно. Оказалось, у них есть сразу два природных навигатора: солнечный «датчик», позволяющий ориентироваться по свету, и «магнитный компас», помогающий ориентироваться по магнитному полю Земли. Как показало исследование 2014 года, магниторецепция является дублирующей системой для монархов: она запускается лишь при недостатке солнечного света.

С каждым поколением люди становятся все выше. Этот природный феномен был недавно подробно исследован и описан учеными на примере голландцев — самой высокой нации на Земле. За последние 200 лет жители Нидерландов выросли примерно на 20 см: средний рост мужчины составил 1,84 м, женщины — 1,71 м. Пытаясь понять причины столь стремительного роста нации, команда специалистов проанализировала базу данных о 94 516 жителях трех северных провинций страны. Во внимание ученых попали лишь люди старше 45 лет, родившиеся в Нидерландах от родителей-голландцев. Оказалось, что в период с 1935 по 1967 год больше всего детей рождалось у высокорослых мужчин. Женщины выбирали более высоких партнеров, так как рост ассоциировался с лучшим здоровьем, хорошим уровнем образования и доходов. Скачок роста, который продемонстрировали голландцы, может служить наглядным примером эволюции человека в действии и доказательством того, что она еще не закончилась, утверждают ученые. «Это исследование доказывает, что человеческая популяция все еще является предметом естественного отбора», — заявил биолог из Йельского университета Стивен Стирнс.

Люди, пережившие клиническую смерть, нередко сообщают об одном и том же видении: будто они находятся в темном тоннеле и видят свет в его конце. Многие верующие воспринимают эти свидетельства как прямое доказательство существования загробной жизни. Недавно американские медики исследовали феномен «света в конце тоннеля»: с помощью энцефалограммы они обнаружили у умирающих пациентов повышение электрической активности в одной из областей мозга. Заключение от врачей из США выглядит очень рационально: когда кровоснабжение в мозге замедляется и падает уровень кислорода, клетки мозга производят последний электрический импульс. Возникнув в одной части мозга, он лавинообразно распространяется по всей его области — именно это может вызывать необычные видения. Открытие, впрочем, никак не опровергает вероятности существования жизни по ту сторону смерти.

«Марсианская лихорадка» началась еще в конце XIX века, когда Никола Тесла сообщил о загадочных сигналах, которые якобы посылают жители другой планеты землянам, — они были получены изобретателем во время изучения атмосферных радиопомех с использованием приемников в Колорадской обсерватории. С тех пор ученые и весь мир не теряют надежду найти доказательства существования жизни на Красной планете. К этой задаче удалось приблизиться в наши дни благодаря марсианским миссиям НАСА: в 2014 году марсоход Curiosity зафиксировал всплеск метана в атмосфере Марса и обнаружил органические молекулы в образцах, извлеченных в ходе бурения скалы Камберленд, а в конце сентября 2015 года заявил о главной сенсации века — наличии воды на Красной планете. Ученые НАСА разглядели на снимках с Марса, сделанных орбитальным марсианским аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter, потоки жидкой воды, которые текут по склонам холмов. Благодаря повышенной солености марсианские реки и ручьи не замерзают даже при температуре –70 °С. В настоящий момент агентство активно работает над созданием колонии землян на Марсе и всерьез намерено найти инопланетные формы жизни до 2025 года.