Những câu hỏi vì sao? p.1

1 - Vì sao châu chấu bay thành đàn?

Châu chấu dù bay ở trên trời hay đỗ dưới mặt đất vẫn duy trì tính hợp quần. Đây không phải là sở thích nhất thời, mà do thói quen đẻ trứng và nhu cầu về mặt sinh lý của chúng.

Việc châu chấu thích hoạt động thành đàn có quan hệ rất lớn đến thói quen đẻ trứng. Đến mùa giao phối, châu chấu lựa chọn vị trí đẻ trứng tương đối nghiêm khắc, thích hợp nhất là môi trường có chất đất cứng, có độ ẩm tương đối và có ánh sáng mặt trời trực tiếp. Trên những cánh đồng rộng lớn, khu vực có thể đáp ứng các tiêu chuẩn này tương đối ít, do vậy, châu chấu thường tập trung đẻ trứng hàng loạt trên một phạm vi không lớn lắm. Thêm vào đó, trong khu vực nhỏ này, chênh lệch độ ẩm là rất ít, khiến cho trứng nở đồng loạt, đến mức châu chấu non vừa chào đời đã hình thành thói quen sống cùng nhau, đi theo nhau.

Mặt khác, châu chấu phải sống theo đàn cũng là do nhu cầu về mặt sinh lý. Chúng cần nhiệt độ cơ thể tương đối cao để hoạt động. Vì vậy, việc sống thành đàn sẽ giúp chúng duy trì nhiệt độ trong cơ thể. Tất cả những con châu chấu trong đàn đều có chung đặc điểm này. Bởi vậy, trước khi chúng kết đàn, chỉ cần vài con lượn vòng trên không trung, rất nhanh sau đó, những con khác dưới mặt đất sẽ cảm ứng và đồng loạt bay lên.

2 - Vì sao trong cây có điện?

Các điện tích dương thường tập trung ở dễ, và âm ở ngọn cây.

Một số hoạt động sống trong cơ thể sinh vật tạo ra điện trường và dòng điện, gọi là điện sinh vật. Ở một số động vật, hiện tượng này rất rõ, ví dụ cá chình điện có thể dùng điện sinh vật để bắn chết những con mồi nhỏ. Trong cây cũng có điện, nhưng chỉ yếu hơn mà thôi.

Dòng điện trong cơ thể thực vật yếu đến nỗi nếu không dùng đồng hồ điện siêu nhạy thì khó mà phát hiện ra. Nhưng dòng điện yếu không có nghĩa là không có. Vậy điện trong cây phát sinh như thế nào?

Có rất nhiều nguyên nhân khiến cây sản sinh ra điện. Ví dụ ở rễ, dòng điện chạy từ chỗ này sang qua khác, vì sự chênh lệch điện tích do các đoạn rễ hấp thụ muối khoáng không đều.

Bây giờ chúng ta hãy quan sát quá trình hấp thụ khoáng kali clorua của cây đậu tương. Các ion của kali clorua được hút vào rễ. Clo(-) từ rễ được hút lên các tế bào ngọn, làm tăng số ion âm trên ngọn, trong khi đó, các ion dương của K+ lại tập trung ở đầu rễ. Kết quả là xuất hiện một điện thế giữa ngọn và gốc. Tuy nhiên, cường độ dòng điện trong cây rất nhỏ. Theo tính toán, tổng dòng điện trong 100 tỷ cây đậu tương mới đủ thắp sáng một ngọn đèn 100 W.

3 - Tại sao tai biết tiếng động từ đâu dội tới?

Âm thanh đến hai tai nhanh, chậm và có cường độ khác nhau, vì thế bạn biết được hướng của nó.

Một người từ nhỏ đã điếc một tai. Khi bạn gọi, người đó phải ngó quanh ngó quẩn tứ phía xem bạn ở đâu gọi tới. Tại sao người này lại mất khả năng xác định vị trí? Ấy là vì muốn xác định hướng của tiếng động, bạn cần phải "thông" cả hai tai.

Thí nghiệm tâm lý học cho thấy, nếu chỉ có một tai nhận được kích thích của hai nhóm sóng âm nối tiếp nhau, từ hai phía có cường độ như nhau, khoảng cách bằng nhau, nhưng khác hướng, thì hiệu ứng sóng âm của hai nhóm đó với tai là như nhau. Như vậy, người ta không thể nào phân biệt được hướng của nguồn âm.

Nếu cả hai tai đều nhận được tín hiệu, tình hình lại khác. Một trong những căn cứ để ta nhận ra hướng tiếng động là chênh lệch thời gian giữa hai tai.

Nếu nguồn âm ở bên phải người nghe, sóng âm đến tai phải nhanh hơn đến tai trái một khoảnh khắc. Dùng đồng hồ đo chính xác sẽ thấy, cho dù chênh lệch thời gian chỉ là 30% giây, người ta vẫn nhận ra được hướng tiếng động.

Căn cứ thứ hai là chênh lệch về cường độ âm thanh. Nguồn âm có thể đập vào tai ở gần mạnh hơn tai kia một chút. Cường độ dù nhỏ cũng đủ để chúng ta xác định được chính xác vị trí của tiếng động ở bên trái hay bên phải.

Còn một vấn đề nữa: Nếu nguồn âm ở bất kỳ nơi nào trên mặt phẳng dọc giữa mặt, sóng âm đến cùng một lúc, đập vào màng nhĩ với cường độ như nhau, khi đó liệu chúng ta có thể nói chính xác vị trí của nguồn âm không? Nó ở đằng trước, đằng sau, ở trên hay ở dưới? Rất đơn giản, ta chỉ cần ngoảnh đầu đi là xong. Bình thường, ta thực hiện động tác này rất nhẹ nhàng nên hầu như không để ý tới. Trong thực tế, bao giờ ta cũng ngoảnh đầu, đồng thời dùng mắt để giúp tìm hướng có tiếng động.

4 - Chim sẻ ăn hạt, vì sao nuôi con bằng sâu?

Chim sẻ là loài chim thường gặp nhất, đâu đâu cũng có chúng, từ rìa làng, sân phơi đến ruộng lúa… Chỉ cần nhìn qua cái mỏ hình nón, thô ngắn và khỏe là đủ biết chúng mổ hạt “ác” như thế nào. Ấy vậy mà mùa sinh sản, chúng lại tíu tít tìm sâu cho chim non.

Té ra, chim non trưởng thành nhanh, trao đổi chất của chúng rất mạnh, do đó cần thức ăn giàu dinh dưỡng để thỏa mãn nhu cầu hàng ngày. Hơn nữa, chim non còn quá bé, chức năng dạ dày kém, chưa đủ sức nghiền nát và tiêu hóa quả, hạt ngũ cốc cứng. Vì vậy, một số loài chim bình thường ăn hạt, thời kỳ nuôi con thì luôn tìm kiếm thức ăn động vật, chứa nhiều dưỡng chất cho con. Ví dụ chim tê điêu, loài chim quý hiếm của Trung Quốc, bình thường ăn quả dại, lúc nuôi chim non thì bắt chim non của loài khác để chăm con mình, có khi nó bắt cả một con kỷ (loài hươu nhỏ) xé ra từng mảnh rồi đem cho con.

Chim sẻ sinh sản đúng dịp xuân hè, mùa côn trùng nở rộ, nên chúng tha hồ bắt các loại côn trùng có hàm lượng protein cao.

5 - Vì sao ở vùng núi có nhiều khoáng sản kim loại?

Khu công nghiệp Ruhr ở Tây Đức vốn là một vùng đồi núi với nhiều khoáng sản kim loại.

Một điều thực tế là ở đồng bằng có rất ít khoáng sản kim loại. Vì thế, những nước đồng bằng tuy mạnh về nông nghiệp, nhưng lại thiếu các mỏ quặng đồng, sắt, kẽm... Bạn có biết vì sao kim loại lại hay xuất hiện ở vùng đồi núi không?

Vùng đối núi là những khu vực bị nhô lên khi vỏ trái đất vận động. Tùy theo sự nhô lên của vỏ trái đất mà những dung nham nóng chảy (magma) - vốn nằm sâu dưới lòng đất - có cơ hội nhô lên và hoạt động. Magma chứa một lượng lớn các muối của axit silic. Ngoài ra, magma còn chứa nhiều kim loại nóng chảy như vàng, đồng, chì, thiếc, molybden...

Khi magma trào lên đến gần mặt đất, do nhiệt độ giảm, nó nguội đi, rắn thành đá peridot, đá hoa cương... Những đá rắn này chủ yếu do các muối của axit silic hợp thành. Còn các nguyên tố kim loại, khi gặp điều kiện nhiệt độ, áp lực thích hợp, thường phân ly khỏi magma, hình thành quặng khoáng sản kim loại. Các quặng này xuất hiện tương đối tập trung, hình thành mỏ. Chính vì thế, nguời ta hay tìm thấy khoáng sản kim loại ở vùng đồi núi.

6 - Thực vật có chứa hoóc môn động vật không?

Năm nọ, lá dâu mất mùa, tằm lại đến tuần tuổi thứ năm, nếu nhịn đói sẽ không kéo kén được. Có người lượm cỏ xước đem luộc lên, lấy nước phun lên lá dâu cho tằm ăn. Thật kỳ lạ! tằm kéo kén ngay. Thì ra, thân cây có chứa chất kích thích lột xác, giống như chất mà côn trùng tự tiết ra.

Chính chất này làm tằm vội vàng "vứt áo bỏ giáp", lột xác hoá nhộng. Điều này thật khác thường, vì chất kích thích trong động vật và thực vật - hai ngành lớn trong giới sinh vật - không có liên quan gì với nhau. Chẳng hạn, chất kích thích trong thực vật như auxin, gibberelin, chất phân bào… không có tác dụng gì với động vật.

Hiện tượng này lần đầu tiên được biết đến vào năm 1966, một nhà khoa học Nhật Bản đã phát hiện trong cây thông la hán (Podocarpus chinensis) trồng ở Đài Loan có hoạt tính của chất kích thích lột xác. Từ đó, người ta mới biết giữa hai ngành này vẫn có những quan hệ lý thú.

Vậy là các nhà khoa học đã tiến hành chọn lựa rộng rãi trong hơn 200 họ, hơn 1.000 loài cây và tìm ra hơn 100 loại chất kích thích lột xác. Ngày nay, việc ứng dụng chất kích thích này để tăng sản lượng tơ tằm không còn xa lạ nữa.

Điểm lý thú là chất kích thích lột xác thực vật có ưu điểm hơn chất kích thích do chính côn trùng tự tiết ra. Ngoài việc phân bố rộng, dễ kiếm, nó lại có hàm lượng rất cao, có loại cây chứa đến hơn 1 kg/100 kg chất thô. Trong khi từ 500 kg nhộng tằm chỉ lấy được 25 gram chất kích thích lột xác.

Trong thực vật không những có chất làm côn trùng “chóng già”, mà còn có “thuốc trường sinh bất lão" nữa.

Những năm 70, có một nhà khoa học Tiệp Khắc chuyên nghiên cứu sự biến thái của côn trùng. Ông đem một giống sâu gọi là hồng xuân từ Prague đến Đại học Harvard ở Mỹ, và phát hiện thấy con sâu sau khi thay đổi nơi ở không hoá nhộng được, vẫn giữ nguyên trạng thái sâu non. Vì sao vậy? Đối chiếu điều kiện nuôi dưỡng ở hai nước mới thấy, nguyên nhân nằm ở tấm giấy lót dùng để nuôi cấy sâu ấy.

Hoá ra, trong một số loại giấy do Mỹ sản xuất có chứa chất kéo dài trạng thái sâu non hồng xuân. Lần về ngọn, thì thấy thứ cây dùng làm loại giấy này có chứa chất chống lão hoá như thung dung (Glyptostrobus pensilis), thông, thuỷ tùng, thông rụng lá (Larix gmelini). Đó là chất este methy, dẫn xuất của axit béo. Chính nó là chất làm cho côn trùng trường sinh bất lão. Tuy nhiên, thứ chất này chứa trong thực vật rất ít, phân bố cũng không rộng.

Vì sao thực vật lại có hoóc môn động vật. Có người giải thích rằng đó là nhu cầu tự vệ của thực vật, bởi vì côn trùng sau khi ăn những cây đó sẽ lột xác sớm hoặc dẫn tới ngộ độc, bất lợi cho chúng. Nhưng cũng có người cho rằng đây là nhu cầu sinh sản của bản thân thực vật. Tuy nhiên, đó cũng mới chỉ là các suy luận.

7 - Làm thế nào để biết một hòn đá là thiên thạch?

Thiên thạch có những vết rỗ rất đặc trưng.

Nếu đặt trước mắt bạn một đống đá và sắt cục, bạn có phân biệt được hòn nào là thiên thạch, hòn nào là đá hay sắt tự nhiên không? Chẳng khó lắm đâu. Để ý một chút, bạn sẽ thấy thiên thạch có lớp vỏ mỏng và những rãnh không khí rất đặc trưng.

Khi bay vào bầu khí quyền, thiên thạch cọ sát với không khí nên bề mặt bị nóng lên mấy nghìn độ, và chảy thành nước. Sau đó, khi nguội dần, bề mặt nóng chảy này đóng lại thành một lớp vỏ mỏng gọi là lớp vỏ nóng chảy, thường chỉ dày độ 1 mm, màu nâu hoặc nâu đen.

Trong quá trình lớp vỏ này nguội dần, không khí thổi qua bề mặt nó và để lại những vết hằn rõ, gọi là các rãnh không khí, trông giống như vết ngón tay để lại khi ta nắm bột mì. Lớp vỏ nóng chảy và những rãnh không khí là đặc điểm chủ yếu của thiên thạch. Nếu thấy tảng đá hay cục sắt nào có các đặc điểm kể trên, thì có thể khẳng định đó là thiên thạch.

Một số thiên thạch rơi xuống đất lâu ngày, bị mưa nắng phong hóa làm bong mất lớp vỏ cứng. Trường hợp đó, khó nhận ra các rãnh không khí, nhưng đã có cách khác để nhận ra chúng. Thiên thạch đá trông rất giống đá trên trái đất, nhưng với cùng thể tích, bạn sẽ thấy nó nặng hơn nhiều. Chúng thường chứa một lượng sắt nhất định, có từ tính, dùng nam châm thử là biết ngay. Ngoài ra, quan sát kỹ mặt cắt của thiên thạch đá, bạn sẽ thấy trong đó có rất nhiều hạt tròn nhỏ, đường kính 1-3 mm. 90% thiên thạch đá đều có những hạt tròn nhỏ như vậy.

Thành phần chủ yếu của thiên thạch đá là sắt và niken, trong đó sắt chiếm khoảng 90%, niken 4-8%. Lượng niken trong sắt tự nhiên trên trái đất không nhiều như vậy. Nếu mài nhẵn mặt cắt của thiên thạch sắt rồi dùng axit nitric bôi vào, sẽ xuất hiện những vết rỗ rất đặc biệt, giống như các ô hoa. Đó là vì thành phần các chất trong thiên thạch sắt phân bố không đều, chỗ nhiều chỗ ít niken. Chỗ chứa nhiều niken khó bị axit ăn mòn và ngược lại, tạo nên các đường vân. Đây cũng là một cách để nhận biết thiên thạch.

8 - Vì sao buổi trưa nóng nực không nên tưới cây?

Mùa hè trời rất nóng, nhất là vào buổi trưa. Nhiệt độ trong đất cũng cao dần cho đến giữa ngày. Lúc này, nếu tưới nước thì đất đang nóng sẽ hạ nhiệt đột ngột, trong khi nhiệt độ không khí bên ngoài tương đối cao. Sự thay đổi giật cục này khiến hoa vốn non yếu sẽ chịu không nổi và chết.

Nước có tỷ nhiệt cao, gấp 4 lần so với tỷ nhiệt không khí. Nghĩa là khi hút và tỏa nhiệt, nhiệt độ của nước ít chênh lệch, do đó nó luôn thấp hơn nhiệt độ không khí (chỉ xét các nước nhiệt đới). Nếu tưới nước lúc đất đang nóng sẽ làm đất lạnh đi rất nhanh.

Vào buổi sáng sớm và chiều tối, vì nhiệt độ không khí tương đối thấp, nên sau khi tưới, nhiệt độ giữa đất và không khí chênh lệch ít, không gây nguy hiểm làm chết cây. Nếu trời râm mát thì tưới nước lúc nào cũng được.

Ngoài hoa, nói chung rau và một số loài cây thân thảo khác đều không nên tưới nước lạnh vào trưa hè. Có khi trong ngày hè nóng nực, buổi trưa bỗng đổ mưa rào, rau non bị chết ngạt hết cũng là vì lý do trên.

9 - Làm thế nào để tranh sơn dầu hết đen?

Phòng triển lãm trưng bày nhiều bức họa vẽ cảnh tuyết bay, khoác lên vạn vật một màu trắng sống động. Nhưng sau nhiều năm, màu tuyết xỉn dần, tranh biến thành cảnh chết. Một nhà hoá học đến triển lãm, dùng bông tẩm hoá chất lau nhẹ mặt tranh. Cảnh tuyết hiện ra lung linh ngay sau đó.

Nhà hóa học đã dùng dung dịch oxi hoá (nước oxy già - H202) để làm biến mất mầu đen trên bức tranh. Ông xử lý được "lỗi thời gian" này vì biết màu tuyết trắng trên bức tranh sơn dầu có thành phần là bột phấn chì (chì II oxit). Phấn chì thường là màu trắng, nhưng nó có thể tác dụng với khí hydro sunfua trong không khí tạo thành chì sunfua màu đen.

Tuy nhiên, vì phản ứng xảy ra chậm, đồng thời, lượng khí hydro sunfua trong không khí ít, nên lượng chì sunfua tạo thành cũng không nhiều. Do vậy màu trắng trên bức họa chỉ bị sẫm màu mà không đen hẳn. Chỉ cần dùng dung dịch H202 lau qua bức tranh thì sẽ biến màu đen của chì sunfua thành phấn chì màu trắng.

Hydro sunfua trong không khí xuất hiện khi chúng ta đốt nhiên liệu. Chẳng hạn trong than đá có từ 1-1,5 % lưu huỳnh, dầu mỏ cũng có lưu huỳnh. Khi đốt cháy nhiên liệu, lưu huỳnh tác dụng với oxi tạo thành hydro sunfua. Chất này cũng sinh ra trong quá trình thối rữa của động vật

10 - Tại sao nên xếp hồng với lê khi giấm?

Quả chín thoát ra nhiều khí ethylene.

Kinh nghiệm dân gian cho thấy, khi ngắt những trái hồng xanh về giấm thường rất lâu chín. Nhưng nếu người ta để vào mấy quả lê hay vài quả hồng chín thì những quả xanh cũng mau chín hơn hẳn.

Trong mỗi quả xanh đều có một loại axit gây chua, chát. Ví dụ trong hồng có axit tanin, táo có axit malic, quýt, chanh có axit xitric... Khi quả chín, các axit này bị phân hủy dần và vị chua, chát sẽ mất đi. Màu quả cũng chuyển từ xanh qua vàng.

Bình thường, chỉ cần chờ đợi thì quả xanh nào rồi cũng chín, nhưng không phải ai cũng kiên nhẫn được như vậy. Mặc khác, đến vụ người ta muốn thu hoạch một lần nhiều quả chín. Vì thế cần có cách làm chúng chín nhanh hơn, đó là nghệ thuật giấm hoa quả. Trước thế kỷ 20, người ta không hiểu vì sao khi đưa một vài quả chín vào đám quả xanh thì quá trình chín diễn ra nhanh hơn.

Mọi bí mật được hé mở khi nhà hóa học Svet tìm ra phương pháp sắc ký - tức là phương pháp xác định thành phần các chất khí. Đo đạc cho thấy quả chín thường thoát ra khí ethylene. Một số quả như lê, táo chín nhanh hơn các quả hồng, mận. Chúng cũng giải phóng nhiều ethylene hơn. Loại khí này có cấu trúc phân tử gồm một nguyên tử carbon và 4 nguyên tử hydro. Nó có tính hoạt động hóa học tương đối mạnh, xúc tiến hoạt động hô hấp của cây, khiến ôxy dễ lọt qua lớp vỏ vào quả hơn, và quả cũng chín nhanh hơn. Chính vì vậy, khi xếp mấy quả lê hoặc vài quả hồng chín vào một rổ hồng xanh thì có thể tiết kiệm được thời gian giấm.

theo vietsciences