Natural Wonders and How They Work

Some things in nature look so strange that they feel like magic, even when you know the science behind them. Green curtains of light ripple across Arctic skies. Waves glow bright blue on a dark beach. Smooth, saucer-shaped clouds hang perfectly still above a mountain. In one California desert, heavy stones slide across a dry lakebed and leave long tracks behind them.

Doğa dünyası, bilimsel açıklamalarını bilsek bile sihir gibi gelen olağanüstü manzaralar barındırıyor. Kuzey Kutbu gökyüzünde dans eden yeşil ateş perdeleri. Karanlıkta parlak mavi renkte parlayan okyanus dalgaları. Mükemmel geometrik şekiller oluşturan bulutlar. Görünmez eller tarafından hareket ettirilmiş gibi arkalarında izler bırakarak kuru çöl göllerinin yataklarında kayan taşlar.

None of this is a miracle. Every one of these events follows the same laws of physics, chemistry and biology as the rest of nature. Knowing how they work doesn't spoil them, though. For many people it makes them even more impressive. Here are some of the most spectacular natural phenomena on Earth and what causes them.

Bu olaylar kaza veya mucize değil; doğanın tamamını yöneten aynı fiziksel ve biyolojik yasaların sonucudur. Ancak neden meydana geldiklerini anlamak, onları daha az hayranlık uyandırıcı kılmaz. Aksine, arkalarındaki bilimi bilmek, hayranlık duygusunu daha da derinleştirir. Bu, Dünya üzerindeki en nefes kesici doğal olaylardan bazılarına bir yolculuktur.

The aurora borealis, or northern lights, is probably the most famous light show in nature. Waves of green, pink and violet light ripple across the night sky in a wide ring around the North Pole, over places like northern Norway, Iceland, Alaska and northern Canada. For centuries the lights have shaped local legends, and today thousands of tourists travel north every winter just to see them.

Kuzey Işıkları (Aurora Borealis), belki de yeryüzündeki en ünlü doğal ışık gösterisidir. Yeşil, mor, pembe ve beyaz ışık dalgaları, Kuzey Kutup dairesinin gece gökyüzünde dalgalanarak mitolojiye ilham vermiş, dinleri şekillendirmiş ve sayısız insanı sadece bu manzarayı görmek için uzak kuzeye seyahat etmeye yöneltmiştir.

The aurora begins with the Sun, which constantly sends out a stream of charged particles called the solar wind. Earth's magnetic field steers some of these particles toward the polar regions. There they crash into gases high in the atmosphere, mostly 100 to 300 kilometers up, and make them give off light. Oxygen glows green or red, while nitrogen adds blue and purple. When the Sun is very active, the aurora spreads much farther from the poles: in May 2024, people saw it as far south as Italy and Texas. The Southern Hemisphere has its own version, the aurora australis, or southern lights.

Kutup ışıkları, Güneş'in yüklü parçacıkları (güneş rüzgarı) ile Dünya'nın manyetik alanı arasındaki etkileşimlerden kaynaklanır. Güneş'ten gelen yüksek enerjili parçacıklar, Dünya'nın üst atmosferindeki gazlarla çarpıştığında, gaz moleküllerini uyarır ve bu da ışık olarak enerji açığa çıkarır. Oksijen yeşil ve kırmızı tonlar; azot ise mavi ve mor tonlar üretir. Kutup ışıklarının şekli ve yoğunluğu güneş aktivitesine bağlıdır; yüksek güneş aktivitesi dönemlerinde kutup ışıkları İtalya veya Teksas kadar güneyde görülebilir. Güney Yarımküre'nin de kendi eşdeğeri vardır: Aurora Australis veya Güney Işıkları.

On some nights, the waves breaking on a beach glow an electric blue-green. Move your hand through the water and it leaves a trail of cold, ghostly light. This is bioluminescence, light made by living things. It is far more common than most people realize, but most of it happens where nobody sees it, in the darkness of the deep ocean.

Tropikal ve subtropikal kıyı şeritlerinde belirli gecelerde, kırılan okyanus dalgaları esrarengiz bir mavi-yeşil renkte parlar. Elinizi suya batırdığınızda, soğuk, hayaletimsi bir ışık izi bırakır. Bu, biyolüminesans – canlı organizmalar tarafından ışık üretimi – olup, doğal dünyadaki en yaygın ancak en az fark edilen olaylardan biridir.

The glowing waves are usually caused by dinoflagellates, tiny single-celled plankton that flash blue when the water around them moves. The light comes from a chemical reaction: a molecule called luciferin reacts with oxygen, helped by an enzyme called luciferase. Jellyfish, squid and many deep-sea fish make light too, and so do fireflies on land. A 2017 study off the coast of California found that about three quarters of the animals living in the open ocean can glow. They use light to find food, attract mates and confuse predators. Mosquito Bay in Puerto Rico and Vaadhoo Island in the Maldives are famous for their glowing water.

Okyanusta biyolüminesans, öncelikle rahatsız edildiklerinde mavi ışık yayan dinoflagellatlar adı verilen küçük tek hücreli organizmalar tarafından üretilir. Bazı denizanası türleri, derin deniz balıkları, kalamarlar ve ateş böcekleri de lüsiferin adı verilen bir molekülü içeren kimyasal reaksiyonlar yoluyla kendi ışıklarını üretirler. Bilim insanları, derin deniz organizmalarının %90'ına kadarının ışık üretebildiğini tahmin ediyor; bu da biyolüminesansı Dünya'daki en büyük yaşam alanında en yaygın iletişim biçimlerinden biri haline getiriyor. Porto Riko'daki Sivrisinek Körfezi, Maldivler'deki Vaadhoo Adası ve Yeni Zelanda'daki bazı plajlar, biyolüminesan suları ile ünlüdür.

Ball lightning is the strangest and least understood event in our weather. For centuries, people have described glowing balls of light, anywhere from the size of a golf ball to the size of a beach ball, that appear during thunderstorms. They float through the air for a few seconds, sometimes drift into rooms or even pass through windows, and then either fade quietly or disappear with a loud bang.

Tüm atmosferik olaylar arasında, küresel yıldırım en gizemli ve en az anlaşılanı olmaya devam ediyor. Yüzyıllar ve kültürler boyunca görgü tanıkları, gök gürültülü fırtınalar sırasında veya sonrasında ortaya çıkan, havada süzülen, pencerelerden geçen ve ardından sessizce kaybolan veya yüksek bir patlamayla infilak eden, golf topu büyüklüğünden plaj topu büyüklüğüne kadar değişen, parlayan ışık küreleri gördüklerini bildirmişlerdir.

Because it is rare and lasts only seconds, ball lightning was very hard to study, and some scientists doubted that it existed at all. Then, in 2012, Chinese researchers who were studying ordinary lightning on the Tibetan Plateau happened to record a glowing ball with their cameras and instruments. It shone for about a second and a half, and its light showed silicon, iron and calcium, elements found in soil. This supports a popular theory: a lightning strike turns soil into hot vapor, and that cloud glows as it burns. Other theories involve plasma or microwaves, and scientists still don't agree on the cause.

Küresel yıldırım, tarih boyunca denizciler, bilim insanları, pilotlar ve sıradan insanlar tarafından rapor edilmiştir. 2012'de Çinli bilim insanları, sıradan yıldırım üzerine yaptıkları bir çalışma sırasında, bu olayı ilk kez video ve spektrografik ekipmanlarla tesadüfen görüntülediler. Görüntüler, olayın gerçek olduğunu doğruladı; ancak kesin nedeni hala tartışılıyor. Önerilen açıklamalar arasında plazma fiziği, mikrodalga radyasyonu ve hatta kuantum etkileri yer alıyor. Bilimin henüz tam olarak açıklayamadığı, iyi belgelenmiş az sayıdaki doğal olaydan biridir.

During some volcanic eruptions, lightning flashes through the huge cloud of ash rising from the volcano. Scientists sometimes call this a “dirty thunderstorm.” It is one of the most frightening sights in nature, and one of the oldest on record: the Roman writer Pliny the Younger described flashes like lightning in the dark cloud over Mount Vesuvius in AD 79.

Bir volkan patladığında, bazen doğanın en görsel olarak çarpıcı ve korkutucu kombinasyonlarından birini ortaya çıkarır: volkanik şimşek, diğer adıyla 'kirli fırtına'. Şimşekler, volkanik bacadan fışkıran kül ve kaya parçalarının yükselen sütunundan çatırdıyor ve antik mitolojiden bir sahneyi andıran bir görüntü oluşturuyor.

The lightning comes from electric charge. Inside the ash cloud, bits of rock and ash rub and crash into each other, and if the cloud rises high enough, ice forms in it too. These collisions build up positive and negative charges in different parts of the cloud, much as in an ordinary thunderstorm, until the charge is released as lightning. Volcanic lightning has been seen over Eyjafjallajökull in Iceland in 2010, over Mount Etna in Sicily and over Sakurajima in Japan. The 2022 eruption of Hunga Tonga in the Pacific produced the most intense lightning ever recorded, with hundreds of thousands of flashes in less than a day.

Volkanik şimşek, volkanik püskürme sütunu içindeki kül parçacıkları, su damlacıkları ve buz kristallerinin şiddetli etkileşimi sonucu oluşan statik elektrik yüklerine benzer şekilde meydana gelir. Bu maddelerin sürtünmesi ve çarpışması, elektrik gerilimi şimşek olarak serbest bırakılana kadar pozitif ve negatif yükleri ayırır. İzlanda'daki Eyjafjallajökull, Sicilya'daki Etna Dağı ve Japonya'daki Sakurajima gibi volkanların püskürmeleri sırasında gözlemlenmiştir. Yüzyıllardır belgelenmiş olmasına rağmen, bilim insanları volkanik şimşeğin ardındaki mekanizmayı ancak 21. yüzyılda tam olarak doğrulayabilmişlerdir.

On Racetrack Playa, a dry lakebed in a remote corner of Death Valley in California, rocks sit at the ends of long tracks in the cracked mud. Some of the tracks are straight, others curve or zigzag, and some of the rocks weigh more than 300 kilograms. The tracks clearly showed that the stones moved, but for decades nobody had ever seen one move.

Kaliforniya'daki Ölüm Vadisi'nde bulunan, ıssız ve kurumuş bir göl yatağı olan Racetrack Playa'da, bazıları 300 kilogramdan fazla ağırlığa sahip büyük kayalar, sanki kendi kendilerine hareket etmiş gibi, çatlak çöl yüzeyinde uzun izler bırakıyor. Onlarca yıldır kimse onların hareket ettiğine şahit olmamıştı, ancak izler hareket ettiklerinin tartışılmaz kanıtıydı.

Geologists puzzled over the stones for more than 60 years. The answer finally came in December 2013, when a team using GPS trackers and time-lapse cameras caught the rocks in motion. In winter, rain and melting snow sometimes form a shallow pond on the playa. On cold nights its surface freezes into a sheet of ice only a few millimeters thick. On a sunny day the ice breaks into large floating panels, and a light wind pushes them across the water. The panels push the rocks ahead of them, a few meters per minute, and the stones leave tracks in the soft mud underneath. So the stones don't move by themselves, and they don't float: thin, almost invisible ice pushes them.

Gizem, bilim insanlarının nihayet 2013 yılında zaman atlamalı kameralarla hareket halindeki taşları yakalamasına kadar neredeyse bir yüzyıl boyunca devam etti. Çözüm şaşırtıcı derecede zarifti: Kış aylarında, yağmur suyu ara sıra göl yatağını su basar ve gece boyunca ince buz tabakaları halinde donar. Güneş sabahleyin buzu ısıttığında, buz büyük panellere ayrılır ve hafif rüzgarlar tarafından itilir. Bu yüzen buz panelleri su yüzeyinde sürüklenirken, taşları da beraberlerinde taşıyarak altlarındaki yumuşak çamurda izler bırakırlar. Taşlar kendi başlarına hareket etmiyorlar; görünmez buz tabakaları üzerinde süzülüyorlar.

Lenticular clouds, known to scientists as altocumulus lenticularis, look like something from another world. They are smooth, lens-shaped discs that hang over or just behind mountain peaks, sometimes stacked like a pile of plates. Strong winds blow all around them, yet they stay in the same place for a long time. Not surprisingly, people often report them as UFOs.

Teknik olarak altocumulus standing lenticularis olarak adlandırılan mercek şeklindeki bulutlar, gökyüzünde görebileceğiniz en sıra dışı şeylerden bazılarıdır. Dağ zirvelerinin üzerinde süzülen, genellikle katmanlar halinde üst üste yığılmış, pürüzsüz, mercek biçimli diskler oluştururlar ve rüzgar etraflarında eserken ürkütücü bir şekilde hareketsiz kalırlar. Tarih boyunca o kadar sık ​​UFO ile karıştırılmışlardır ki, UFO raporlama veritabanlarında kendilerine ait bir kategoriye sahiptirler.

They form when a steady, moist wind blows over a mountain. The mountain pushes the air up and sets off a series of waves in the air behind it, a bit like the ripples in a stream behind a rock. Where the air rises to the top of a wave, it cools and its moisture turns into cloud. Where it sinks again, it warms up and the cloud disappears. Air keeps flowing through the cloud, but because the cloud keeps forming on one side and disappearing on the other, it seems to stand still. Lenticular clouds are often seen over lone mountains such as Mount Fuji in Japan, Mount Rainier in the United States and the Matterhorn in the Alps.

Bu çarpıcı oluşumlar, nemli havanın bir dağın üzerinden akıp yukarı doğru itilmesiyle meydana gelir. Yükseldikçe hava soğur ve nem yoğunlaşarak bir bulut oluşturur. Hava diğer taraftan alçalırken ısınır ve bulut buharlaşır. Sonuç olarak, sürekli olarak rüzgar alan tarafta oluşup rüzgar almayan tarafta buharlaşırken hava içinden akıp gittiği için sabit görünen bir bulut oluşur. Bunlar en sık Japonya'daki Fuji Dağı, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Rainier Dağı ve İsviçre'deki Matterhorn gibi izole dağların yakınlarında görülür.

Every fall, hundreds of millions of monarch butterflies fly south from Canada and the northern United States. Some travel more than 4,000 kilometers to reach the fir forests in the mountains of central Mexico. There they spend the winter packed together on the trees in such huge numbers that their weight can bend the branches.

Her yıl yüz milyonlarca Monarch kelebeği, hayvan krallığının en olağanüstü göçlerinden birini tamamlıyor. Yaz sonlarında başlayan bu yolculukta, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzeyinden, Meksika'nın merkezindeki Oyamel köknar ormanlarına kadar 4.500 kilometreye kadar uçuyorlar ve kışı burada o kadar yoğun kitleler halinde geçiriyorlar ki, ağırlıkları ağaç dallarını büküyor.

The strangest part is that no single butterfly makes the whole round trip. The monarchs that leave Mexico in spring lay eggs in the southern United States and die. Their young continue north, and only after three or four generations does a new generation fly all the way back. So the butterflies that arrive in Mexico each fall have never been there before: they are usually the great-great-grandchildren of the ones that left. Scientists believe they find their way with a sun compass, corrected for the time of day by a clock in their antennae, and they may also sense Earth's magnetic field. How an insect with such a tiny brain finds a small patch of forest it has never seen is still not fully understood.

Bu göçü neredeyse anlaşılmaz kılan şey, tek bir kelebeğin bu gidiş-dönüş yolculuğunu yapmamasıdır. Sonbaharda Meksika'ya gelen kelebekler daha önce hiç orada bulunmamışlardır; bunlar, bir önceki baharda Meksika'dan ayrılan kelebeklerin büyük torunlarıdır. Varış noktası bilgisi genlerinde kodlanmış gibi görünüyor. Bilim insanları, antenlerindeki zaman telafili güneş pusulasını ve Dünya'nın manyetik alanına duyarlılıklarını kullanarak yönlerini bulduklarına inanıyorlar. Bir iğne başı büyüklüğündeki bir beynin, daha önce hiç ziyaret etmediği belirli bir orman parçasına binlerce kilometre nasıl yol alabileceği, biyolojinin en derin gizemlerinden biri olmaya devam ediyor.

Long before science could explain them, natural phenomena found their way into stories and beliefs. In Finnish folklore, the northern lights were sparks thrown into the sky by the tail of a fox running across the snow, and the Finnish word for them, revontulet, means “fox fires.” The Sami people of northern Scandinavia treated the lights with respect and told children not to wave or whistle at them. In Mexico, the monarchs arrive around the Day of the Dead in early November, and many people believe they carry the souls of the dead.

Doğal olaylar her zaman insan kültürünü şekillendirmiştir. Kutup ışıkları, Valkyrieler ve Vikinglerin ahiret hayatı hakkındaki İskandinav mitolojisine ilham kaynağı olmuştur. Biyolüminesan sular, Pasifik ada kültürlerinde deniz ruhları efsanelerinin doğmasına yol açmıştır. Denizde yüzen taşların gizemi, yüzyıllarca çöl folklorunu beslemiştir. Bilim bu olayları açıklayabilmeden önce, bunlar insan hikaye anlatımının, dininin ve sanatının ham maddesiydi.

These events still affect us today. Psychologists who study awe, the feeling we get in front of something so vast that we can't fully take it in, have linked it to lower stress, a stronger sense of connection to other people and more generous behavior. Standing under the aurora or on a beach full of glowing waves, many people say they feel small, but in a good way.

Ancak bugün bile bu harikalar kültürel ve psikolojik bir ağırlık taşıyor. Psikologlar, hayranlık duygusunu yaşamanın – yani olağanüstü ve sıradan kavrayışın ötesinde bir şey karşısında duyulan hissin – kaygı azalması, daha büyük bir bağlılık duygusu ve artan cömertlik gibi ruh sağlığı açısından ölçülebilir faydaları olduğunu bulmuşlardır. Doğal dünya, en muhteşem ifadeleriyle, bizi en iyi şekilde küçük hissettirme ve şaşırtıcı bir şeyin parçası olduğumuzu hatırlatma gücüne sahiptir.

Auroras, glowing seas, sailing stones and migrating butterflies all have scientific explanations, or at least good working theories. Some, like ball lightning, still keep part of their secret, and discoveries keep coming: the sailing stones were caught moving for the first time only in 2013.

Kutup ışıklarından biyolüminesansa, hareket eden taşlardan göç eden kelebeklere kadar, doğa sürekli olarak bizi alçakgönüllü kılan ve ilham veren gösteriler sunuyor. Bu olaylar, biriktirdiğimiz tüm bilgiye rağmen, Dünya'nın hâlâ sayısız sürpriz barındırdığını bize hatırlatıyor.

Science has not taken the wonder out of these events. Knowing that a butterfly steers by the Sun with the help of a clock in its antennae, or that a wave glows because of billions of tiny plankton, only makes them more interesting. Many of these sights are also easy to reach. A winter trip to the far north or a dark beach on a warm night may be enough to see one for yourself.

Bilim, bu olayların mucizesini azaltmaz, aksine büyütür. Bir kelebeğin Dünya'nın manyetik alanı sayesinde yönünü bulduğunu veya okyanus dalgalarının mikroskobik canlılar sayesinde parladığını bilmek, dünyayı herhangi bir mitolojinin icat edebileceğinden daha zengin ve karmaşık hissettirir. Doğal dünyaya verilecek en iyi yanıt sadece merak değil, aynı zamanda minnettarlıktır; evimiz olarak adlandırma ayrıcalığına sahip olduğumuz olağanüstü gezegen için.