«What a Wonderful World», sang einst Louis Armstrong. Und tatsächlich, die Welt ist voller Wunder. Etwa all die Dinge, die wir so noch nie gesehen haben – manchmal befinden sie sich sogar direkt vor unserer Nase. Hier gibt es ein paar davon zu bestaunen. Welche waren dir schon bekannt?
Was wir hier sehen, ist nicht etwa der Grand Canyon im Südwesten der USA. Wir sehen etwas, das sich unserem alltäglichen Blick entzieht, weil es viel zu klein ist, um mit blossem Auge wahrgenommen zu werden: Der Canyon ist in Wahrheit ein Mikroriss von nur gerade 30 Mikrometern (das sind 0,03 mm) Durchmesser in der Oberfläche von verbogenem Stahl. Die «Microcanyon» betitelte Aufnahme stammt von Martina Dienstleder, die am Österreichischen Zentrum für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik der Technischen Universität Graz forscht. 2011 gewann sie damit den FEI Owner Image Contest; FEI war ein Hersteller von Elektronenmikroskopen.
Zu bemerken ist freilich, dass Aufnahmen mit einem Elektronenmikroskop schwarz-weiss sind. Das gilt auch für den «Microcanyon». Der Mikroriss im Stahl, den Dienstleder durch das Mikroskop sah, erinnerte sie jedoch sofort an einen Canyon – und so bat sie ihren Kollegen Manuel Paller, die Aufnahme entsprechend zu kolorieren. Das Resultat dieser Retusche sieht täuschend echt aus.
>> Mehr Bilder vom FEI Owner Image Contest 2011 gibt's hier.
Zahnräder sind eine menschengemachte Konstruktion; in der Natur kommen sie nicht vor. Diese Aussage galt lange als richtig – aber sie ist nicht wahr, wie sich vor etwa zehn Jahren herausgestellt hat. Die Echte Käferzikade (Issus coleoptratus), die in europäischen Parks und Gärten heimisch ist, hat im Lauf ihrer Evolution Zahnrädchen entwickelt, die an ihren Hinterbeinen sitzen und die Bewegungen beim Sprung synchronisieren. Die Zahnräder sind sehr klein und nur im Nymphen-Stadium vorhanden; deshalb hat man sie vermutlich so lange übersehen. Es handelt sich um eine bogenförmige Struktur von 400 Mikrometern (0,4 mm) Länge mit jeweils zehn bis zwölf Zähnen, die an beiden Oberschenkeln nahe am Beinansatz sitzt.
Die Kanten der Zähne sind an der Oberseite abgerundet, damit sie beim Ineinandergreifen nicht abreissen. Im Gegensatz zu industriell gefertigten Zahnrädern sind diese «Zahnringe» der Zikaden asymmetrisch; dies stellt sicher, dass die Bewegung beim Sprung nur in einer Richtung erfolgen kann – vorwärts. Die Zahnräder rasten vor dem Sprung ein und sorgen dafür, dass sich beide Beine nahezu perfekt synchron bewegen. Nervenimpulse würden dafür zu viel Zeit benötigen und könnten dadurch zu unerwünschten Drehimpulsen führen.
Im Jahr 2000 erhielt ein Händler in Fukang in der Autonomen Chinesischen Region Xinjiang einen rund 1000 Kilogramm schweren Gesteinsbrocken. Dieser entpuppte sich als Meteorit, dessen Alter man auf 4, 5 Milliarden Jahre schätzt – er dürfte mithin bereits bei der Geburt unseres Sonnensystems entstanden sein. Ein 20 Kilogramm schweres Teilstück des Brockens befindet sich mittlerweile an der Universität von Arizona. Der Meteorit ist ein sogenannter Pallasit, der zu den Stein-Eisen-Meteoriten gehört. Pallasite bestehen aus Olivinkristallen, die in einer Matrix aus Nickel-Eisen eingebettet sind. Sie sind sehr selten; nur etwa ein Prozent aller Meteoriten sind Pallasite.
Die funkelnden Brocken entstehen gemäss neueren Theorien bei der Kollision eines Asteroiden mit einem anderen Himmelskörper, wobei sich beim Einschlag geschmolzenes Eisen aus dem Kern des Projektils mit dem olivinreichen Mantel des Asteroiden vermischt.
Mitten im Nordatlantik, auf der zu den Färöern gehörenden Insel Vágar, verwirrt eine seltsame landschaftliche Szenerie das Auge. Dort erstreckt sich der See Sørvágsvatn über sechs Kilometer. Klippen auf beiden Seiten des Gewässers verhindern, dass sein Wasser direkt ins Meer läuft; der See entwässert vielmehr am südlichen Ende über den Bach Bøsdalaá und danach über den Wasserfall Bøsdalafossur in den Nordatlantik. Auf manchen Karten sieht es aus, als ob der See einen direkten Zugang zum Meer hätte und daher ein Fjord wäre. Der Pegel des Sees liegt jedoch 32 Meter über dem Meeresspiegel.
Aus einem bestimmten Blickwinkel gesehen erzeugen die umgebenden Klippen den Eindruck, der See liege viel höher über dem Meer, als dies tatsächlich der Fall ist. Die tiefste Stelle des Gewässers liegt mit 59 Metern unter der Wasseroberfläche sogar noch 27 Meter unter dem Meeresspiegel.
>> Mehr Bilder vom See, der über dem Ozean hängt, gibts hier.
Nicht speziell für den Brandschutz hergestellte Gläser zerspringen im Brandfall durch die Hitzeeinwirkung nach kurzer Zeit – in aller Regel lange, bevor sie die Schmelztemperatur erreichen. Deshalb ist herabfallendes Glas eine der hauptsächlichen Gefahren, wenn ein Gebäude brennt. Bei einem besonders intensiven Feuer können jedoch – etwa im Rahmen verbleibende – Glasreste schmelzen.
Der Schmelzpunkt ist allerdings nicht so klar benennbar wie bei Wasser, bei dem Eis ab 0 °C in den flüssigen Aggregatzustand übergeht. Glas verformt sich ab einer Temperatur von 540 °C, doch ein Ofen, in dem Glas geschmolzen werden soll, muss eine Temperatur von bis zu 1000 °C erreichen. Fachleute sprechen daher bei Glas nicht von einem Schmelzpunkt, sondern von einem Transformationsbereich.
Sie sind ein zartes Sinnbild der Vergänglichkeit, für Träume, die platzen: Seifenblasen. Wunderschön sehen sie aus, wenn sie gefroren sind. Solche filigrane Eiskugeln kann man selber herstellen, wenn es kalt genug ist: Der Seifenlauge etwas Zucker beimischen und die Blasen vorsichtig auf einen weichen Untergrund absetzen. Ideal sind Temperaturen unter –10 °C; aber je kälter, desto besser. Erst ab etwa –25 °C gefrieren die Blasen auch im Flug. Allerdings sollte es windstill sein und nicht schneien, sonst gehen sie zu schnell kaputt.
Die Eiskristalle wachsen von unten nach oben über die Kugel, wie auch in dem Video oben zu sehen ist. Das liegt an der unterschiedlichen Oberflächenspannung auf der Kugel: Unten ist sie geringer als oben, was dazu führt, dass die Seifenlauge nach oben in Richtung der grösseren Spannnung fliesst (Marangoni-Effekt) und dabei die Eiskristalle mit sich zieht.
Pottwale sind wie alle Wale Säugetiere – sie haben keine Kiemen, sondern atmen durch die Lunge. Die Tiere sind jedoch in der Lage, bei ihren Tauchgängen bis zu 90 Minuten unter Wasser zu bleiben. Maximal so lange dauert auch ihr Tiefschlaf, bei dem sie senkrecht knapp unter der Wasseroberfläche treiben. Danach wachen sie auf und kehren an die Wasseroberfläche zurück, um Luft zu holen.
Es scheint so, dass bei Pottwalen sogar beide Hirnhälften schlafen. Delfine, die eng mit den Pottwalen verwandt sind, dösen dagegen nur mit jeweils einer schlafenden Gehirnhälfte im sogenannten Halbseitenschlaf. Die andere Gehirnhälfte bleibt wach und sorgt dafür, dass die Tiere rechtzeitig zum Atmen auftauchen.
Wenn elektrische Hochspannungsentladungen auf oder in isolierenden Materialien ablaufen, können sogenannte Lichtenberg-Figuren entstehen. Das sind baum-, farn- oder sternförmige Muster, die fraktale Eigenschaften aufweisen (Fraktale sind Objekte, bei denen das Ganze seinen Bestandteilen ähnelt). Auch auf der Haut von Menschen, die vom Blitz getroffen wurden, können solche Muster auftreten; sie entstehen durch rote Blutkörperchen, die durch die Entladung aus den Kapillaren in die äusserste Hautschicht, die Epidermis, getrieben werden; diese Muster verschwinden normalerweise wieder.
Weihnachtsstimmung unter dem Rasterelektronenmikroskop: Die kugelförmigen Strukturen auf dieser Aufnahme sehen aus wie Weihnachtskugeln, auf denen teilweise noch Schneeflocken kleben. Den Anblick fotografisch festgehalten hat im November 2011 Kerstin Gläser, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Chemie der Technischen Universität Chemnitz.
Gläser und ihre Mitarbeiter waren dabei, ein Mikrosieb herzustellen. Solche Filter weisen winzige Poren auf, deren Grösse im Mikro- und Nanometerbereich liegen. Mikrosiebe dienen beispielsweise der schonenden Zellseparation von Blut. Gläser hatte zunächst winzig kleine Glaskügelchen mit einem Polymer überschichtet, dieses Kunstharz darauf ausgehärtet und die Kügelchen wieder entfernt. In einer Pore des Mikrosiebs lagerten sich dabei schwerlösliche Salze ein, die Gläser dann unter dem Mikroskop entdeckte.
Die traditionellen roten Routemaster-Doppeldeckerbusse gehörten lange zum Stadtbild der britischen Kapitale London. Seit 2005 verkehren sie nur noch auf zwei Strecken; ansonsten wurden sie durch moderne Niederflurbusse ersetzt. Die ersten Doppeldeckerbusse erschienen 1923 auf den Strassen Londons. Und diese Fahrzeuge mussten gemäss polizeilichen Vorschriften einen Kipp-Test bestehen, bei dem sich der Bus um 28 Grad neigte, ohne zu kippen. Sandsäcke auf dem Oberdeck simulierten dabei die 60 Passagiere.
Die physikalischen Grundlagen des Tests haben mit dem Schwerpunkt des Körpers und der Summe der Gravitations- und Zentrifugalkräfte zu tun, die auf ihn wirken. Die Richtung, in der diese Kräfte wirken, muss innerhalb der Standfläche liegen – beim Bus also die Fläche, die sich innerhalb der Punkte erstreckt, bei denen die Räder den Boden berühren. Deshalb waren die Busse unten schwer und oben leicht, und aus demselben Grund war die Zahl der Passagiere auf dem Oberdeck beschränkt. Selbstverständlich mussten die Fahrer zudem enge Kurven bei hoher Geschwindigkeit vermeiden.
Meeressäuger nutzen ihre Vorderflossen manchmal dazu, eine Beute zu umklammern. Dieses Verhalten war bei Reptilien nicht bekannt; Biologen gingen davon aus, dass diese Tiere ihre Flossen lediglich zum Schwimmen und Kriechen benutzten. Doch ein Schnappschuss von Rich Carey im Golf von Thailand machte aus dieser Lehrmeinung Makulatur: Carey fotografierte eine Grüne Meeresschildkröte (Chelonia mydas), die eine Mosaikqualle (Thysanostoma thysanura) festhält.
Die Qualle, deren blasse Oberseite auf den ersten Blick wie der aufgeblähte Bauch der Schildkröte aussieht, ist zwischen deren Flossen eingeklemmt. Die Szene wirkt wie eine beinahe fürsorgliche Umarmung, doch es handelt sich in Wahrheit um einen für die Qualle fatalen Vorgang: Die Schildkröte hält sie fest, um sie zu fressen. In der Tat haben Videoaufnahmen inzwischen gezeigt, dass Schildkröten ihre Flossen vielseitig einsetzen – auch um ihre Beute damit zu schlagen, um sie zu betäuben.
Wismut (Bi) – auch «Bismut» oder früher «Wismuth» genannt – ist ein unscheinbares Metall, das silbrig mit einem pinken Stich glänzt und relativ weich und spröde ist. Zu seinen Eigenschaften gehört, dass es sich als einer von wenigen Stoffen beim Erstarren ausdehnt. Diese Dichteanomalie teilt es mit Wasser und einigen Elementen wie Polonium oder Tellur.
Keineswegs unscheinbar sind jedoch die Kristalle, die unter bestimmten Laborbedingungen aus der Schmelze von nahezu reinem Wismut entstehen. Sie weisen eine aussergewöhnliche, treppenartige Form auf, und sie leuchten in verschiedensten Farben, wenn sie mit Sauerstoff reagieren. Die rhomboedrische Kristallstruktur zeichnet sich durch extrem dicht gepackte Doppelschichten aus – der kürzeste Abstand zwischen zwei solchen Schichten ist nur gerade um 15 Prozent grösser als der kleinste Abstand zweier Atome innerhalb einer Doppelschicht.
