Experiments i enigmes

icono_buzonTens alguna cosa que proposar-nos?

 No dubtis en fer-ho! Posa’t en contacte amb nosaltres.

 

Els colors de l’Antàrtida

Durant l’última campanya antàrtica (Desembre 2003 – Febrer 2004) a bord del vaixell oceanogràfic alemany Polastern , un dia vam decidir fer fotos del paisatge que teníem al davant, cada dues hores i al llarg de 24 hores. Vam començar a les 4 del matí, i l’última foto la vam prendre a les 2 del matí de l’endemà. Aquí en teniu el resultat: què us sembla?

01a

 

Les fotos estan preses cada 2 hores durant 24 hores.
Què és el que més us sorprèn?

Resposta a l'enigma

El que més sorprèn mirant aquestes fotos és que sempre hi ha llum, fins i tot de nit.

I és que al pol sud, on es troba l’Antàrtida, durant l’estiu austral el Sol no es pon mai. Això passa perquè la Terra gira al voltant del Sol, estant inclinada uns 23º27′ respecte al plànol de l’eclíptica. Per aquest motiu, l’Antàrtida està exposada a la llum del Sol des del 21 de septembre fins al 23 de març, o sigui durant la primavera i l’estiu austral, mentre que queda exposada cap a l’espai exterior al llarg de la tardor i hivern (i llavors el paisatge està dominat per la foscor).

El mateix passa al pol nord, a l’Àrtic, amb la diferència que l’absència de llum coincideix amb l’hivern boreal, o sigui aproximadament des del novembre fins al febrer.

A més, malgrat la calma aparent, es pot observar com els forts vents han estat capaços de desplaçar grans plaques de gel fins al lloc on es va prendre la foto en tan només 2 hores (veure la diferència entre la foto presa a les 20 hores i l’altre que es va prendre només 2 hores més tard, a les 22 hores).

L’alternança de llum i foscor als pols depèn de la inclinació de la Terra respecte al Sol (Imatge: M. Manzoni)

 

Plats voladors?

Aquesta és una fotografia presa prop de l’Illa de Bouvet (53ºS, 10ºI), de camí cap a l’Antàrtida des de Ciutat del Cap (Sudàfrica).
Apareix un núvol d’una forma una mica estranya.

02a

 


Sabríeu dir quin tipus de núvol és i com s’ha pogut originar?

Resposta a l'enigma

És un núvol lenticular.

Quan els forts vents passen per sobre de l’illa es formen ones de muntanya a sotavent, on es generen curiosos núvols denominats “núvols d’ona” que romanen estàtics durant hores adoptant formes molt variades i capritxoses. Els núvols més baixos giren sobre si mateixos i són anomenats “núvols rotors“. A major altura apareixen altres núvols que tendeixen a adoptar aspectes de lents, d’ametlla o de … Plats voladors! Són els “núvols lenticulars”.

Perquè els núvols lenticulars es formin, l’aire ha de ser bastant sec o lleugerament humit. Quan l’aire ascendeix per sobre de la muntanya, arriba un punt on s’atura i es condensa formant un núvol. Si l’aire és sec, però manté nivells d’humitat, els núvols s’aniran formant segons el grau d’humitat en diferents capes. Això explica perquè els núvols lenticulars poden tenir, de vegades, una aparença apilada.

Un forat al gel

Has provat de deixar un paper arrugat damunt de la neu durant un temps? Nosaltres aquí a l’Antàrtida ho hem fet, i això és el que ens ha passat: el paper s’ha enfonsat. Sabeu per què passa això? No cal ser a l’Antàrtida per provar-ho, ho podeu intentar durant les vostres vacances a la neu…

03a

 

El paper s’ha enfonsat! Per què creieu que ha passat?

Resposta a l'enigma

La neu és blanca i per això refracta els rajos del Sol com un mirall, i com a conseqüència rebota la calor que en prové. Per aquest motiu està freda quan la toqueu. Però si damunt del sòl gelat es posa un paper fosc aquest, al contrari que la neu, absorbirà la calor dels rajos del Sol i, en resultar més calent farà que la neu de sota es fongui.

Pingüins a l’aigua!

Aquí us proposem un exercici d’observació i d’imaginació.

En aquest vídeo podreu observar uns pingüins emperador llançant-se a l’aigua.
No obstant això, no trobeu que el seu comportament és una mica estrany? Fes clic i mira el vídeo.

04a
Sembla que s’ho pensin molt. Primer s’agrupen uns quants i a poc a poc es van acostant al marge del gel. Es miren entre ells. Llavors, un es decideix, i tots van ràpid cap a l’aigua.

 

Per què creieu que tenen aquest comportament? Potser perquè els pingüins són una mica porucs? O segueixen una estratègia ben planificada? Per què creus que ho fan?

 

Resposta a l'enigma

Es tracta d’un comportament de defensa.

Els pingüins actuen així per defensar-se dels seus depredadors sota l’aigua. Les orques i les foques lleopard sempre estan a l’aguait als llocs on solen capbussar-se els pingüins i així capturar-los per sorpresa. Aquests moments són els més perillosos per als pingüins adults. Si en grup, reduïxen les possibilitats individuals de ser capturats. Si ho fessin de forma solitària, serien preses fàcils.

Aquest fenomen, anomenat de la bandada egoista (o “selfish herd“), va ser modelitzat pel gran biòleg evolutiu Hamilton, el 1970. Literalment vol dir: amagar-se entre els companys de sort. Ara bé, el primer que es llança a l’aigua, és el més valent? El que té més fam? O és el més ràpid i per tant el més confiat? Això encara no ho sabem, potser els ho hauríem de preguntar a ells.

Experiment a 1500 metres de profunditat

Aquest experiment el vam realitzar aprofitant que un dels aparells de recollida de mostres d’aigua a diferents profunditats (anomenat CTD), descendia fins als 1500 metres de profunditat.

Dins d’una bossa de plàstic vam col·locar unes quantes boles de porexpan de la mida d’una taronja, com les que veieu a la fotografia. Aquesta bossa la vam lligar al CTD que baixaren a les profunditats. A la imatge de la dreta es pot veure l’aparell amb la bossa de color blau lligada a una de les anelles de suport. Una vegada a dalt, vam treure les boles de la bossa i… la mida ja no era la mateixa. En lloc de taronges ara teníem mandarines! A la fotografia de l’esquerra podeu veure la diferència entre la mida original (a dalt) i com van quedar les que van fer el viatge cap al fons.

 

 

Què els ha passat a les boles?

El CTD baixa amb les boles

 

Quin fenomen ha fet que s’encongissin?

Resposta a l'enigma

El fenomen es deu a la pressió hidrostàtica.

A les grans profunditats marines la pressió és extremament elevada. Si tenim en compte que la pressió hidrostàtica augmenta una atmosfera cada 10 metres de profunditat, a 1500 metres els objectes estaran sotmesos a una pressió de 15 atmosferes, és a dir, 15 vegades la pressió que tenim al nivell del mar. Si aquesta pressió la pateixen materials comprimibles, llavors es deformen o encongeixen, com el que els ha passat a les boles de l’experiment. No obstant això, a l’aparell no li ha succeït res pel fet d’estar constituït de materials no comprimibles, com són l’alumini i el PVC.

Hi ha materials que poden recuperar la forma quan la pressió ja no actua sobre ells; es tracta de materials elàstics. Però no és el cas del porexpan.

Organismes amb llum

Observa aquestes fotos i el vídeo. Es tracta d’un exemplar de zooplàncton gelatinós observat a la lupa. Es va trobar al mar de Weddell, a uns 100 metres de profunditat. Fes clic i mira el vídeo.

06a

 

Sabríeu dir de quin organisme es tracta? Com emet la llum?

 

Resposta al'enigma

Es tracta d’un ctenòfor de l’espècie Callianira antartica.

Aquesta espècie es troba exclusivament en aigües antàrtiques i subantàrtiques. Es tracta del ctenòfor més abundant en aquelles aigües i es pot trobar fins als 400 metres de profunditat. El de la foto és un juvenil d’uns 6 mil·límetres i té els tentacles encongits. Aquests tentacles estesos farien 6 vegades la seva llargada.

La llum que sembla que emeti és deguda a la iridescència dels seus cilis, que es mouen com una ona. Quan, sobre els cilis incideix la llum visible (en aquest cas la de la lupa d’observació) es donen les diferents tonalitats de colors, que depenen de l’angle d’incidència de la llum i la posició en què es trobi el cili en aquest moment.

Aquests cilis estan disposats en 8 bandes o pintes (per la seva semblança a les pues de les pintes) longitudinals al cos. A part de ser un mecanisme locomotor, aquestes pintes també els serveixen per alimentar-se.A través del seu moviment ondulatori creen petits corrents d’aigua que acosten les preses cap a la boca, situada a la part superior. En aquest cas, es pot veure una presa al seu interior (en vermell) que possiblement és un copèpode, el seu aliment preferit.

Visualitzar la fauna amagada

Molts organismes marins s’amaguen durant el dia per protegir-se dels seus depredadors. Viuen aferrats a les algues de la costa, dintre de petites cavitats o amagats a la sorra. A la nit, no obstant això, surten a la cerca d’aliment, o bé, atrets per alguna curiositat o circumstància nova.

Com podríem observar aquests organismes que no es veuen normalment?

Una manera de veure’ls seria capturant-los mitjançant un parany de llum col·locat de nit durant una bona estona, des d’un parell d’hores fins a tota la nit.

Com construir un parany de llum?

07b

Passos a seguir:

1. Els materials per construir la trampa són molt senzills:

a. Una ampolla de plàstic d’1 litre.
b. Una pedra
c. Un cordill
d. Paper d’alumini
e. Cinta adhesiva
f. Tisores
g. Llanterna o barra per fer llum

2. Es talla la part superior d’una ampolla de plàstic d’un litre i li donem la volta perquè quedi com un embut dins l’ampolla

3. Es col·loca una pedra al seu interior perquè l’ampolla s’enfonsi i es mantingui dreta

4. Es tapa l’ampolla amb cinta que no deixi passar la llum, llevat de la part de l’obertura

5. Es lliga un cordill perquè no se’ns perdi el parany

6. Una vegada al lloc determinat, prop del mar, s’introdueix al seu interior alguna cosa que faci llum. Recomanem les barres de llum que es dobleguen (les quals utilitzen els submarinistes), perquè són fàcils d’introduir per l’obertura de l’ampolla i la seva llum dura algunes hores. També es poden utilitzar llanternes subaquàtiques

7. Es deixa caure la trampa amb la il·luminació fins al fons desitjat (amb un parell de metres és suficient) i s’amaga el cordill entre les roques o escletxes del moll

8. Ara, ja només queda esperar durant el temps que ens convingui (com a mínim dues hores) i seguidament obrir l’ampolla i abocar el contingut en una safata

9. Si volem observar els organismes amb més detall, podem endur-nos-els en un pot per observar-los a casa. A la nevera poden romandre vius més d’un dia.

Una vegada hàgim gaudit de la seva observació, podem retornar-los al mar i ells sols, una vegada a l’aigua, sabran molt bé on amagar-se.

El que ha passat en aquest experiment ha estat que els organismes han caigut a la trampa atrets per la llum. Quan entren per l’obertura de l’ampolla, es queden atrapats al seu interior sense saber com sortir.

Els organismes que es poden trobar amb més facilitat mitjançant aquest sistema són petits crustacis. Si repetim l’experiment canviant de lloc i de profunditat s’obtindran diferents organismes i en quantitats diferents.

La vida a les nostres costes és molt variada i els organismes es distribueixen de maneres molt diferents.