בתהליך ההתפתחות שלנו, אנחנו כל הזמן מפתחים מודעות. בהתחלה, התינוק לא מבין בכלל שיש לו ידיים, רק כשקושרים לו צעצוע מרעיש ליד הוא מתחיל לקלוט שיש שם משהו. בהמשך, הוא מבין שמה שהוא רואה במראה זה בעצם הוא ורק אחרי כמה חודשים, הוא מבין שהוא בכלל קיים. בהמשך, הוא יודע להבחין בין יום לבין לילה, מקבל תחושת זמן ומבין שכל מה שהוא ישמוט מהיד, ימצא את דרכו בשלב מסוים אל הרצפה.
עם זאת, יש עוד לא מעט דברים שמתרחשים סביבנו ואנחנו כלל לא מודעים אליהם. לרב כי החושים שלנו לא יודעים לקלוט אותם, אבל גם כי המוח שלנו טוב בלהדחיק אותם. למרבה השמחה, המדע ידע לגלות לא מעט תופעות שמתרחשות בסביבה בלי שנשים לב אליהן. השבוע, אנחנו מספרים לכם על תופעות שקורות לכם מתחת לאף, בזמן שאתם כלל לא ידעתם או הבחנתם בהן.
אנחנו זזים
לכל מי ששט בחייו מוכרת התחושה של הירידה מהסירה או הספינה והמעבר לקרקע יציבה. כזו שלא זזה ושאין צורך באימוץ כל שרירי הגוף כדי לשמור על יציבות כשעומדים עליה. כזו, שכך אנחנו חושבים, לא זזה.
אולם, הסברה הזו שגויה. הקרקע שאנחנו עומדים עליה היא בתנועה תמידית. תנועה שלא נפסקת לעולם. השכבה החיצונית ביותר של כדור הארץ, קרום כדור הארץ, מורכבת ממספר לוחות שנקראים לוחות טקטוניים. אלו יושבים על שכבה צמיגה יותר. כעת, נסו לדמיין את הלוחות האלו כמו שתי רפסודות על המים – הם זזים כל הזמן. הלוח האפריקאי, עליו יושבת ישראל, נע כל הזמן דרומה. את התנועה הזו, אנחנו לא מרגישים. הסיבה לכך היא שמדובר בתנועה רציפה וכי אנחנו למעשה נעים על גבי הלוחות האלו גם כן.
אנחנו כן חשים בתנועה הזו בשלב שבו היא הופכת להיות בלתי רציפה, כשהחיכוך בין הלוחות מתגבר ואז, מתרחשת התופעה שמוכרת לכל ילד – רעידת אדמה. נשאלת השאלה, איך יודעים על כיוון התנועה של הלוחות? בעתיקות בית שאן ניתן למצוא הוכחה יפה לכך שהלוח האפריקאי נע דרומה. בתקופה הרומית-ביזנטית הייתה במקום העיר סקיטופוליס שחרבה ברעידת אדמה שאירעה בשנת 749 לספירה. העמודים שעיטרו את השדרה הראשית של העיר, נמצאו בחפירות הארכיאולוגית כאשר הם כולם נפולים באופן אחיד לכיוון צפון. מכאן הסיקו שהתנועה של הקרקע הייתה לכיוון דרום וכי העמודים שעמדו ניצבים על גביה, נפלו לכיוון הנגדי.
האוויר לא שקוף לחלוטין
באיזה צבע האוויר? הוא שקוף כמובן. אין על זה שום מחלוקת. עם זאת, הוא לא שקוף לחלוטין. במידה מסוימת הוא גם אטום. אנחנו מרגישים את זה כל יום, ולא יודעים שזו הסיבה. איך אנחנו מרגישים את זה? תתחילו בלהביט מעלה.
כדור הארץ מוקף באטמוספירה שהיא מעטפת גזים ואבק ששומרת על טמפרטורה נוחה על פני הקרקע, על לחות, מספקת גזים החיוניים לחיים ומסננת קרינה. כעת, נעבור לאור השמש. אור השמש הוא לבן לחלוטין. כשרואים אותו מחוץ לאטמוספירה, הוא לא בצבע הלבן שאנחנו רגילים אליו כאן על כדור הארץ. אותו הצבע הלבן הוא האור בכל אורכי הגל שלו. כשמפרקים אותו לאורכי גל שונים, כל אורך גל שכזה הוא צבע.
כשאור השמש פוגע באטמוספירה, הוא פוגע למעשה באינספור חלקיקי אבק שבולעים חלק ממנו ומחזירים באותה הזווית אור באורך גל ספציפי (ממש כמו כדור פינג פונג), אותו אורך הגל הספציפי נראה לנו כמו צבע מסוים. במקרה של חלקיקי האבק האלו – הם מחזירים לנו אור באורך גל שיוצר את הצבע הכחול. מהסיבה הזו, השמים כחולים. כשאנחנו מבטים בשמש, אנחנו רואים אותה אחרי שהקרניים שלה נשברו ואלינו הגיעו גלי אור באורך שיוצר את גווני הצהוב (היא בכלל לבנה).
מה אנחנו מסיקים מזה? שהאוויר לא לחלוטין שקוף. הוא מספיק שקוף כדי שנראה האחד את השני, הוא מספיק שקוף כדי שנוכל לראות מטוסים בשמיים, אבל האם הוא מספיק שקוף כדי שנוכל לראות למרחקים של מעבר לאטמוספירה? לא. זה הגבול, אז הוא כבר לא שקוף.
בליעת אור מתקיימת כל הזמן. כל חומר בולע אור – זכוכית, עץ, מים, אפילו העור שלנו. רוצים לראות איך זה עובד? ניסוי קטן: קחו כוס או קערת זכוכית, צלולות עד כמה שניתן. מלאו אותם במים צלולים ומזגו לתוך המים כמות קטנה של חלב, כך שהמים יהפכו לעכורים. כעת, קחו פנס עוצמתי, והאירו איתו את המים. כעבור זמן קצר, תוכלו להבחין בכך שהאור הבוקע מהכוס הוא בצבע כחול. כשתכבו את הכוס, הנוזל עדיין יראה כחול למספר רגעים לאחר מכן. כך למעשה, השמיים מקבלים את צבעם.
ניו זילנד, ידועה בכך שצבע השמיים בה הוא כחול עמוק יותר. הסיבה לכך נעוצה בכך שהחור באוזון יושב ממש מעליה (כן, האגדה נכונה, זה בגלל הגזים של הכבשים). האוויר בה הוא דליל יותר ולכן, הצבע שמתקבל כתוצאה משבירת קרני השמש, שונה.
כאן ניתן לראות את אותו הניסוי, עם אמצעי מעבדה מתפתחים יותר:
אנחנו נמשכים זה לזה
כולם מכירים את כוח המשיכה, או כוח הכבידה, זה ששומר עלינו צמודים לקרקע ומונע מאתנו להתעופף בחלל (כמו שקורה בירח, לדוגמא). עם זאת, אנחנו פחות מודעים לעובדה שיש לנו נטייה טבעית, פיזיקלית, להימשך זה לזה, כמו שלכל העצמים בעולם, יש נטייה להימשך זה לזה. קחו לדוגמא חלקיקי אבק בבית – במקום להמשיך להתעופף באוויר, הם נצמדים לכל דבר: לרהיטים, למוצרי חשמל, לקירות. להכול בעצם. גם בני אדם, נמשכים לעצמים סביבנו וכן, גם האחד לשני.
אז מה קובע את המשיכה? נפשט את הדברים (יסלחו לנו הפיזיקאים, אם השמטנו כמה פרטים בדרך): מסה גדולה, תמשוך לרב מסה קטנה יותר וככל שהמרחק בין המסות קטן, המשיכה עולה. מהסיבה הזו, כדור הארץ מושך אליו בני אדם, רהיטים מושכים אליהם חלקיקי אבק, בניינים מושכים אליהם רהיטים ובני אדם ועוד. לרב בני האדם, יש מסת גוף דומה פחות או יותר. מהסיבה הזו, המשיכה בין אדם לאדם קטנה יחסית. לחרקים לעומת זאת, יש מסת גוף קטנה הרבה יותר ולכן, מבחינה פיזיקלית, הם נמשכים אלינו יותר מאשר אנחנו אליהם.
אי פעם הרגשתם שבבית דברם נמשכים זה לזה? כנראה לא, אבל זה קורה כל הזמן. עכשיו, עשו לעצמכם טובה ולכו לנקות את האבק שנצמד לפסנתר שלא נגעתם בו כבר חצי שנה.
פירות מפרישים גזים
קערת הפירות שאנחנו מניחים על שולחן נראית בדרך כלל תמימה. מדובר בסך הכול בפירות שגדלו על העץ, הבשילו וכעת מחכים שיאכלו אותם. לא עושה רושם שקורה איתם עוד משהו. בפועל, עדיין קורים שם דברים, מכיוון שישנם פירות וירקות שתהליך ההבשלה שלהם נמשך גם אחרי הקטיף. במהלך התהליך הזה קורים בתוכם מספר תהליכים ביוכימיים שהתוצאה שלהם הוא פרי בשל.
בזמן שהם מונחים בקערה על השולחן, הפירות מפרישים לאוויר גז אתילן – גז דליק שהוא למעשה ההורמון הגזי הצמחי היחיד בטבע. כשהוא בא במגע מסוים עם רקמות שונות בפרי הוא גורם להבשלה שלהם, כשהוא בא במגע עם פרחים, הוא גורם לפתיחה שלהם, כשהוא בא במגע עם עלים, הוא גורם להתפתחות או נשירה שלהם וכשהוא בא במגע עם זרעים, הוא מעודד נביטה.
אנחנו לא מריחים אותו, אנחנו לא רואים אותו ואנחנו לא חשים בו, אבל אנחנו עדים לפעילות שלו כל הזמן. עגבניות ירוקות שקנינו והן האדימו, בננות שהשחירו תוך יום, אבוקדו שהבשיל, תפוח אדמה שנבט, בצל שנבט, תמרים שהתרככו – אלו כולם תופעות שקורות לנו בבית, משמחות או מתסכלות ותלויות לחלוטין בקרבה של פירות שמפרישים אתילן לפירות שלא מפרישים אתילן.
כדאי לדעת שתפוחים ובננות מצטיינים בהפרשת אתילן ולכן, רצוי לאחסן אותם בסמוך לפירות שרוצים לעודד הבשלה שלהם ורחוק מאלו שרוצים לשמור על חיי המדף שלהם.
קרינת שמש
רובנו חכמים בשמש, יודעים שהשמש מקרינה עלינו קרינת UV, ויודעים שקרם הגנה מציל חיים. ובכל זאת, למי שלא סגור על העניין הזה, מומלץ לקרוא את הסעיף הנוכחי, סתם כדי שתדעו עד כמה אותו קרם הוא מגן עלינו מפני הקרניים האלו שנקשר להם מוניטין כל כך רע.
אז ככה, נתחיל בזה שהקרינה של השמש לא קשורה לעונות השנה או לחום או קור. כל עוד אנחנו חשופים לשמש ישירה, היא צורבת לנו את העור. אחת הטעויות הכי גדולות של גולשי סקי מתחילים (או סתם מטיילים שמבקרים בחרמון המושלג) הוא הימנעות ממריחת קרם הגנה. הסיבה היא שבשלג, הקרינה היא כפולה (גם זו שפוגעת בנו מהשמש וגם זו שמוחזרת מהשלג הלבן ומוחזרת אלינו). קרם ההגנה הוא באמת משמעותי בהקשר הזה. רוצים להבין עד כמה? צפו בסרטון הבא.
הסרטון צולם באמצעות מצלמה מיוחדת שקלטה רק אור באורכי גל UV (שאינו בטווח הראייה של האדם). הנוזל השחור שהמצולמים מורחים על הפנים שלהם הוא קרם הגנה, או כפי שהוא נקרא באנגלית – חוסם שמש (Sun Screen). כנראה שאין יותר טוב מהכתמים השחורים על הפנים של האנשים כדי להדגים עד כמה הוא באמת חוסם שמש.
עכשיו, עזבו אתכם שחורף, לכו להימרח.
צמחים יוצרים חשמל
אחד התהליכים הכי מפורסמים בטבע – הוא תהליך הפוטוסינתזה. מדובר בתהליך מופלא בו צמחים עושים שימוש באור השמש כדי לייצר אנרגיה זמינה הדרושה לו לקיום תהליכי חיים. מדובר בתהליך מאוד ארוך ומורכב שבו אנרגית האור עוברת כמה גלגולים ולמעשה בתהליך היחיד בטבע שמייצר את החומר האורגני שהוא החוליה הראשונה בכל שרשרת המזון. השלב הראשון בתהליך, הוא למעשה יצירת זרם חשמלי.
איך זה קורה? בתאים הצמחיים יש אברון שנקרא כלורופלסט ובו מתרחש תהליך הפוטוסינתזה. השלב הראשון של התהליך, הוא פגיעת האור בכלורופלסט. אותו האור, "מעורר" חלק מהאטומים שמרכיבים את הכלורופלסט וכתוצאה מכך, אלקטרון אחד קופץ מאטום אחד לאטום סמוך. בהמשך, גם האטום הסמוך ימסור את אותו האלקטרון וכן הלאה. בכך למעשה נוצר זרם חשמלי ממש בתוך הצמח. אותו הזרם אחראי לתגובת השרשרת הארוכה של הפוטוסינתזה שהיריעה קצרה מלהכיל את כולה. מה שאנחנו באים להגיד זה שמתת לאף שלנו, בלי ששמנו לב, כל עוד הצמח באור, זורם בו חשמל.
כשהאדם הבין את התהליך, הוא הבין שכדאי לו לנסות ולחכות את התהליך הזה כדי לייצר חשמל והבשורה היא שאפילו כבר יש כאן גאווה ישראלית. פרופ' מיכאל גרצל, ראש מעבדת הפוטוניקה במכן הטכנולוגי הפדרלי השוויצרי בלוזאן, פיתח במחקריו תאים סולריים מסוג חדש אשר הוכחו כיעילים ביותר עד כה בהפקת אנרגיה סולרית. התאים שקרויים על שמו, מבוססים על חלקיקי צבע רגישים שמחקים את תהליך הפוטוסינתזה והופכים את אנרגיית השמש לאנרגיית חשמל שמסוגלת להנעה חשמלית או לחילופין, לפרק מים לגז חמצן ולגז מימן אשר יכולים לשמש כדלקים לתחבורה. באוקטובר האחרון הוא קיבל את פרס ראש ממשלת ישראל לחדשנות בתחום תחליפי הנפט. מגיע לו.
זכוכית חסרת מנוחה
הזכוכית היא אחד החומרים הכי מסתוריים בטבע. מעבר לעובדה שמדובר בחומר שיכול להופיע בתצורות מהפנטות, כבר הרבה מאוד שנים מדענים מנסים להבין מה הסיפור של החומר הזה.
אחד השיעורים הראשונים ביותר בכימיה הוא שכל חומר יכול להופיע באחד משלושה מצבי צבירה – מוצק, נוזל וגז. ישנו גם מצב ביניים, שנקרא צמיג, אבל די נמנעים מלתאר איתו חומרים. כשהחומר נמצא במצב גז, ידוע שהמולקולות שלו רחוקות זו מזו, שהקשרים ביניהם רופפים מאוד, או לא קיימים כלל ושהוא מתפזר בכל החלל שבו הוא נמצא. כשהחומר הוא נוזל, המולקולות קרובות האחת לשנייה, יש ביניהם קשרים, אבל הם רופפים והחומר מקבל את הצורה של הכלי שבו הוא נמצא. כשהחומר הוא מוצק, המולקולות קרובות מאוד האחת לשנייה, הן קשורות היטב האחת לשנייה והן מאורגנות בצורה מאוד מסודרת.
רק שזכוכית לא עובדת ככה. כשמדענים העבירו אותה מחום לקור, קרה התהליך ההפוך מזה שקורה במים. כאשר קיררו מאוד מים, ראו שהמולקולות שלהם מתקרבות האחת לשנייה, נקשרות ומסתדרות בשריג מסודר כקריסטל. כשהעבירו זכוכית את אותו התהליך, הבחינו שהמולקולות שלה, דווקא מתחילות להיות יותר מבולגנות ושהן מתנהגות כמו מולקולות של חומר צמיג. למצב של שריג מסודר, פשוט לא מצליחים להביא אותם.
בעבר, נטו לטעון שהזכוכית היא חומר נוזל ואף יחסו לכך את העובדה שבכנסיות באירופה, הזכוכית בחלונות הויטראז' עבה יותר בתחתית מאשר בחלק העליון. בפועל, מצאו שהסברה שגויה – הזכוכית היא לא נוזלית והעניין עם החלונות נובע מבחירות עיצוביות של האמנים. עם זאת, לאף אחד לא ברור באיזה מצב צבירה אפשר לסווג זכוכית בטמפרטורת החדר ואף אחד לא יודע למה זה קורה. בזמן הזה, החלונות, הכוסות והצלחות נעים סביבנו בחוסר מנוחה.