Een betoverde wereld
Onze wereld is betoverd - en als je bewijs nodig hebt, wend je dan tot de wetenschap. We hebben 10 van onze favoriete ontzagwekkende wetenschappelijke verhalen verzameld om je eraan te herinneren hoe geweldig de wereld werkelijk is. Van de 1,5 miljoen pinguïns waarvan we tot voor kort niet wisten dat ze bestonden tot de mysterieuze "sky glow" genaamd "Steve". Van de microben die niet zonder licht kunnen leven, maar gedijen in volledige duisternis diep in het water tot de enorme troon van diamanten die glinstert van honderden kilometers onder ons.
De wereld is geweldig, ontdek het zelf.
Steve, de niet-aurora
Maak kennis met Steve, de niet-aurora. Decennia lang danste een lint van paars licht door de lucht van Noord-Canada. Maar hoewel het gloeiende fenomeen een bekend gezicht was voor de lokale bevolking, gaven skywatchers het pas in 2016 een naam, toen ze het noemden ... "Steve."
Nog vreemder nog, pas dit jaar kwamen wetenschappers erachter wat Steve was - of in dit geval niet. Namelijk: Steve is niet een aurora, volgens een paper dat in augustus is gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters. Steve is slanker en langer aan de hemel, en misschien nog wel belangrijker, terwijl aurora's bestaan uit karakteristieke geladen deeltjes in de atmosfeer van de aarde ... Steve niet.
Dus, wat moet een wetenschapper doen? Blijf studeren. En houd ook de naam - het fenomeen, nu 'sky glow' genoemd, gaat nog steeds door Steve, of 'Strong Thermal Emission Velocity Enhancement'.
Penguins of Danger Islands
Soms missen we een of twee dingen, soms missen we miljoenen. In dit geval hebben we het over pinguïns.
Dit jaar ontdekten wetenschappers ongeveer 1,5 miljoen Adélie-pinguïns die rond waggelden op de rotsen van de gevaarlijke eilanden van Antarctica. De locatie van de ongrijpbare pinguïns werd weggegeven door hun poep: wetenschappers werden zich bewust van de grote populatie pinguïns in het gebied na het spotten van pinguïnpoepvlekken op het ijs in NASA-satellietbeelden. Gemotiveerd door hun bevinding begonnen de wetenschappers in 2015 aan een expeditie naar de Danger Islands, waar ze inderdaad een groot aantal vogels tegenkwamen. Volgens een studie die in maart in het tijdschrift Scientific Reports werd gepubliceerd, begonnen de onderzoekers de pinguïns te tellen met een mix van hand tellen, dronebeelden en een neuraal-net-telprogramma. Ze schatten dat er meer dan 1,5 miljoen pinguïns - een "superkolonie" - op de rotsen leven. De ontdekking kwam zowel als een verrassing als als een genot, aangezien de populaties van Adélie-pinguïns in andere delen van Antarctica de afgelopen 40 jaar onder druk als gevolg van klimaatverandering zijn afgenomen.
Die pinguïns hebben ten minste 2800 jaar op de eilanden gewoond, volgens nieuw, ongepubliceerd onderzoek dat is onthuld tijdens de bijeenkomst van de American Geophysical Union in Washington, DC op 11 december. Hoewel hun aantal in de miljoenen ligt, kunnen deze inwoners ook op de daling, zeiden de onderzoekers.
Een onmogelijk deeltje
De natuurkunde probeert de wereld te begrijpen - soms lacht de wereld terug. Dit jaar kwamen wetenschappers met het sterkste bewijs ooit dat steriele neutrino's, deeltjes die zonder enige interactie door de materie kunnen dringen, bestaan. Het bestaan van steriele neutrino's werd voor het eerst gesuggereerd in de jaren negentig, toen een neutrinodetector in New Mexico meer neutrino's rapporteerde dan het standaardmodel van de natuurkunde kon verklaren. (Het standaardmodel van de natuurkunde is hoe we momenteel het universum en alles erin definiëren.) Sindsdien konden echter alle andere experimenten, uitgevoerd in verschillende laboratoria over de hele wereld, geen enkel bewijs vinden voor dit ongrijpbare deeltje.
Tot dit jaar, toen een experiment in het Fermi National Accelerator Laboratory in de buurt van Chicago meer neutrinodeeltjes ontdekte dan zou moeten bestaan.
Dus, bestaat het? Nou ... we weten het niet. Maar als dat zo is, zullen wetenschappers het universum opnieuw moeten definiëren.
Een biljard ton aan diamanten
Negentig tot 150 mijl onder het aardoppervlak kan er een schat aan diamanten bestaan - in feite een biljard ton aan glinsterende edelstenen, of ongeveer duizend keer meer dan eerder werd gedacht. Wetenschappers kunnen deze diamanten niet echt zien, maar ze denken dat ze bestaan vanwege hoe seismische golven - de trillingen van aardbevingen en tsunami's - zich gedragen wanneer ze verschillende rotsen onder het oppervlak raken. Maar omdat onderzoekers geen toegang hebben tot deze diamanten via de aardlagen om ze te bestuderen, gebruikten ze in plaats daarvan computers en creëerden ze "virtuele rotsen" die elk een andere verhouding van verschillende soorten materiaal bevatten, waaronder diamant. Vervolgens vergeleken de wetenschappers hoe snel seismische golven door deze denkbeeldige composieten zouden reizen met hoe snel ze door de rotsen van de onderwereld reizen, en vonden ze de beste overeenkomsten met die rotsen met diamanten.
Mysterieus nieuw DNA
Het recept dat een leven creëert en het een vleugje persoonlijkheid geeft, is grotendeels gevouwen in een gedraaide laddervorm die bekend staat als de dubbele helix. Maar DNA neemt niet altijd deze bekende vorm aan. Wetenschappers hebben dit jaar bijvoorbeeld geleerd dat onze genetische code soms in minder gebruikelijke vormen kan worden gevouwen. Een van deze zeldzamere structuren is een vierstrengige knoop die een 'i-motief' wordt genoemd. Of deze structuur ook daadwerkelijk in menselijke lichamen te vinden was, was controversieel, omdat i-motieven veel meer van zure omgevingen houden dan men dacht dat onze cellen zouden kunnen bieden.
Maar een studie die dit jaar in het tijdschrift Nature Chemistry werd gepubliceerd, leverde het eerste directe bewijs dat deze vreemde knoop van DNA in het menselijk lichaam kan en waarschijnlijk ook bestaat. Bovendien wordt het waarschijnlijk in al onze cellen aangetroffen.
In ab-gerechten gebruikten wetenschappers antilichamen om deze knopen van DNA in menselijke cellen te vinden en eraan te binden, en lichtten op toen ze er een vonden. Maar toen het team naar de antilichamen keek, waren ze verrast om ze aan en uit te zien fonkelen, wat betekent dat het DNA voortdurend in i-motieven vouwde en zich vervolgens ontvouwde. Hoewel onderzoekers niet weten waarom deze rare knopen bestaan, vielen ze meestal tot leven tijdens transcriptie - wanneer DNA wordt vertaald in RNA - dus denken ze dat de i-motieven iets te maken hebben met het proces van het uitdrukken van genen.
Microben in het donker
Diep onder het aardoppervlak, waar zonlicht niet doordringt, leven enkele microben waarvan men dacht dat ze afhankelijk waren van zonlicht om te overleven. Toch gedijen ze op de een of andere manier in deze duisternis.
De microben in kwestie, cyanobacteriën genaamd, bestaan al miljarden jaren en waren belangrijke spelers bij het creëren van de zuurstofrijke omgeving die nodig is om alle vormen van leven een kickstart te geven. Maar de manier waarop ze dat deden - en de manier waarop de meeste cyanobacteriën tegenwoordig werken - is door energie te creëren door fotosynthese, een proces dat zonlicht gebruikt om koolstofdioxide om te zetten in voedsel, waarbij onderweg zuurstof vrijkomt.
Cyanobacteriën worden daarom meestal aangetroffen op plaatsen met ten minste wat zonlicht. Maar de ontdekking van cyanobacteriën dit jaar in de zogenaamde donkere biosfeer, 2.011 voet (613 meter) onder het wateroppervlak waar zonlicht schaars is, zo niet afwezig, daagde dit idee uit. Wetenschappers suggereerden dat deze microben geen fotosynthese gebruikten, maar overleefden door waterstofgas te absorberen, dat te combineren met zuurstof in hun lichaam en vervolgens waterstofelektronen terug te geven in het donkere water: het eerste bewijs dat cyanobacteriën zich kunnen aanpassen aan en gedijen in een donkere wereld .
Onderwater snelweg
Diep in de Tasmanzee, ten oosten van het eiland Tasmanië, ligt een verborgen snelweg boordevol zeeleven. Dit jaar ontdekten onderzoekers tijdens een expeditie om fytoplankton te bestuderen en het vermogen om het leven in oceaanecosystemen te ondersteunen, een ketting van onderzeese vulkanen op 3 mijl onder het wateroppervlak. Deze vulkanen zijn waarschijnlijk duizenden jaren geleden gevormd en bestonden uit zowel lage plateaus als hoge toppen - een unieke handtekening die tegenwoordig kan dienen als "wegwijzers" voor migrerende walvissen. En inderdaad, terwijl de wetenschappers de onderzeese bergen aan het onderzoeken waren, werden ze begroet door tientallen nieuwsgierige bultruggen en grienden met een lange vin die door de onderwaterwereld navigeerden. De verzonken bergketen bevatte meer dan migrerende walvissen; volgens de onderzoekers wemelde het ook van het fytoplankton en vloog er veel verschillende soorten zeevogels mee, waardoor het 'ongetwijfeld' een biologische hotspot werd.
Verborgen beschaving
Diep begraven onder een Guatemalteekse jungle liggen de overblijfselen van een oude Maya-beschaving. Onderzoekers ontdekten deze overblijfselen met behulp van 'lichtdetectie en -afstand' of 'lidar'-technologie die kenmerken op het aardoppervlak in kaart brengt. Deze technologie kan helpen onderscheid te maken tussen natuurlijke en kunstmatige structuren en zelfs tussen verschillende soorten kunstmatige structuren. De sporen van het oude leven verborgen onder de bomen waren zowel stedelijk als landelijk, bestaande uit landbouwgrond, huizen, paleizen, ceremoniële centra, wegen, irrigatiekanalen, reservoirs en piramides. De lidar-afbeeldingen toonden aan dat een groot deel ervan sterk was aangepast voor landbouw met 368 vierkante mijl (952 vierkante km) landbouwgrond en 140 vierkante mijl (362 vierkante km) terrassen en andere veranderde landbouwgrond. Al dit gemodificeerde land was nodig, zeiden ze, om tot 11 miljoen mensen te onderhouden die er waarschijnlijk woonden van 650 tot 800 na Christus.
Grootste golf
Een video die rechtstreeks uit een nachtmerrie kwam - of, als je een surfer bent, een droom - circuleerde in augustus rond Twitter. Het toont een gigantische muur van water en een kleine stip van een persoon die erop rijdt naar het breekpunt. Deze golf, die 80 voet (24 meter) boven het wateroppervlak uit de kust van Nazaré, Portugal rees, wordt beschouwd als de grootste die ooit door een persoon is gesurft. De dappere ziel die het wereldrecord brak was een Braziliaanse surfer genaamd Rodrigo Koxa. De hoge golf die hem hielp was het resultaat van 'versterkende' kenmerken van de kustlijn van Nazaré - een opwaarts hellend onderwaterterrein als je de kust nadert en een onderwaterkloof met hoge muren die ongeveer 16.000 voet (bijna 4.900 m) onder het oceaanoppervlak ligt . Deze dappere prestatie gebeurde eigenlijk in 2017, maar een video ervan ging dit jaar viraal op Twitter.
Bevroren wormen
Tijdens het Pleistoceen bevroor sommige in de grond levende microscopisch kleine wormen toen de temperatuur koud werd. Vervolgens, 42.000 jaar later, in 2018, ontdooiden ze, werden ze wakker en begonnen ze te eten. (We geven ze niet de schuld.) De wormen werden gevonden in monsters van Siberische permafrost die deze kleine, 1 millimeter meercellige dieren zeer nauwkeurig bewaarden. Toen wetenschappers de monsters ontdooiden, begonnen hij microscopisch kleine wezens rond te kronkelen en te eten. Dit is de eerste keer dat meercellige dieren van nature gecryopreserveerd zijn, maar niet de eerste keer dat er een (potentieel?) Levend wezen was. Een andere groep wetenschappers had eerder een gigantisch virus gevonden - dat alleen amoeben treft - dat werd ontdooid na een slaap van 30.000 jaar, opnieuw in Siberische permafrost. (We kunnen nagaan of virussen een andere keer leven.)
