Förunderliga naturfenomen – från norrsken till gejsrar

Naturfenomen är observerbara processer och händelser som uppstår genom fysik, kemi, geologi och biologi. Norrsken orsakas av laddade partiklar och jordens magnetfält, gejsrar av upphettat grundvatten och tryck, medan bioluminiscens skapas av kemiska reaktioner i levande organismer.

Det som ser ”magiskt” ut har alltså oftast en naturlig mekanism som går att undersöka. Här är några av jordens mest fascinerande exempel.

Norrsken – ljus från solpartiklar och atmosfären

Norrsken, aurora borealis, uppstår när energirika laddade partiklar från rymdmiljön leds av jordens magnetfält mot polarområdena och kolliderar med atomer och molekyler i den övre atmosfären.

Kollisionerna kan excitera syre och kväve. När partiklarna återgår till lägre energitillstånd avges ljus.

Grönt är den vanligaste färgen i ett tydligt norrsken och är starkt kopplad till atomärt syre på typiska norrskenshöjder. Röda och violetta nyanser kan uppstå under andra förhållanden.

Norrsken är vanligast på höga geomagnetiska breddgrader, men kraftiga geomagnetiska stormar kan göra fenomenet synligt betydligt längre söderut.

Bioluminiscens – när levande organismer producerar ljus

Bioluminiscens är ljus som produceras genom kemiska reaktioner i levande organismer. Fenomenet förekommer hos bland annat vissa bakterier, plankton, svampar, insekter, bläckfiskar och fiskar.

I havet kan täta mängder bioluminiscerande dinoflagellater skapa blågröna ljusblixtar när vattnet sätts i rörelse.

Det är därför stränder ibland ser ut att ”glittra” när vågor bryts eller när någon rör handen genom vattnet.

Bioluminiscens kan fylla olika biologiska funktioner, till exempel försvar, kommunikation, kamouflage eller att locka till sig bytesdjur.

Gejsrar – en ovanlig kombination av värme, vatten och geologi

Gejsrar är sällsynta eftersom flera förutsättningar måste sammanfalla. Det behövs en värmekälla, tillgång till grundvatten och ett underjordiskt sprick- och hålrumssystem där hett vatten kan samlas under tryck.

När vatten djupt i systemet blir mycket varmt och trycket förändras kan en del av vattnet snabbt övergå till ånga. Expansionen driver vatten och ånga upp genom gejserns kanal.

Yellowstone i USA innehåller en stor andel av världens naturliga gejsrar. Aktiviteten kan förändras när det underjordiska ”rörsystemet” påverkas av mineralutfällning, jordskalv eller ändrad vattentillförsel.

Vulkanutbrott – när magma når ytan

Vulkaner är öppningar eller system där magma, gas och fragmenterat bergmaterial kan nå jordytan.

Utbrott kan vara relativt lugna och bygga lavafält eller mycket explosiva och föra aska högt upp i atmosfären.

Skillnaden påverkas bland annat av magmans viskositet, temperatur, sammansättning och mängden lösta gaser.

Vulkanism är en del av jordens långsiktiga geologiska kretslopp och är särskilt vanlig vid plattgränser, men förekommer också över så kallade hotspots och i andra tektoniska miljöer.

Saltöknar – avdunstning i slutna bassänger

Stora saltslätter bildas där mineralrikt vatten samlas i områden utan effektiv avrinning till havet och sedan avdunstar.

Salar de Uyuni i Bolivia är ett välkänt exempel. Salter som varit lösta i tidigare sjösystem har koncentrerats och bildat ett mycket omfattande saltskikt.

När en tunn vattenfilm ligger över ytan kan saltslätten fungera som en enorm spegel.

Rosa sjöar – mikroorganismer och salt kemi

Vissa mycket salta sjöar får rosa eller röda färger genom pigment från saltälskande mikroorganismer, bland annat alger och arkéer.

Exakt färg och intensitet beror på organismgrupper, salthalt, ljus och andra miljöförhållanden.

Det är därför för enkelt att säga att alla rosa sjöar har en enda universell förklaring.

Tidvattenborrar – vågor som rör sig uppför en flod

I vissa flodmynningar kan ett snabbt stigande tidvatten skapa en tydlig vågfront som rör sig uppströms. Fenomenet kallas tidvattenborre.

Det kräver en lämplig kombination av stor tidvattenskillnad, flodens form och vattendjup.

Pororoca i Amazonasområdet är ett känt exempel. Vågens höjd och räckvidd varierar med tidvatten, flöde och lokal geometri och bör inte beskrivas med ett enda permanent maxvärde.

Glaciärer och isgrottor

Glaciärer är ismassor som deformeras och rör sig under sin egen tyngd. Rörelsen kan slipa berg, transportera sediment och skapa U-formade dalar.

Smältvatten kan öppna tunnlar och grottor i glaciäris. Dessa förändras snabbt och kan kollapsa när temperatur, smältvattenflöde och isrörelse förändras.

En glaciärgrotta är därför en tillfällig form i ett rörligt system, inte en permanent berggrotta.

Cenoter och undervattensgrottor

I kalkstensområden kan grundvatten lösa upp berggrunden och skapa stora underjordiska hålrum. Om taket kollapsar kan en vattenfylld öppning bildas.

Sådana cenoter är särskilt välkända på Yucatánhalvön i Mexiko och kan vara kopplade till omfattande undervattensgrottsystem.

De är geologiskt helt annorlunda än grottor i glaciäris, även om båda kan vara vattenfyllda.

Flyttande sanddyner

Vind kan lyfta och rulla sandkorn tills de avsätts i dyner. När sand fortsätter att transporteras uppför vindsidan och rasar ned på läsidan kan hela dynen långsamt förflyttas.

Hastigheten beror bland annat på vind, sandtillgång, vegetation och dynens storlek.

Det gör sanddyner till ett tydligt exempel på att landskap kan vara dynamiska även utan dramatiska jordskalv eller vulkanutbrott.

Vattenfall och erosion

Vattenfall uppstår ofta där rinnande vatten passerar bergarter med olika motståndskraft mot erosion eller över en geologisk brant.

När den mjukare bergarten eroderas snabbare kan kanten gradvis flytta sig uppströms.

Angel Falls i Venezuela är känt för sin mycket stora obrutna fallhöjd, medan andra vattenfall kan vara bredare eller transportera större vattenmängder. Därför beror uttrycket ”störst vattenfall” på vilken egenskap man mäter.

Naturfenomen förändras över tid

En viktig gemensam nämnare är att fenomenen inte är statiska. Gejsrar kan ändra rytm, glaciärer växer eller krymper, sanddyner flyttar sig och kust- och flodprocesser förändrar landskapet.

Naturen består av system som svarar på energi, materialflöden och miljöförändringar.

Det är just därför samma plats kan se mycket annorlunda ut på olika tidsskalor.

Vanliga frågor

Är norrsken ett väderfenomen?

Inte i vanlig meteorologisk mening. Det uppstår högt i atmosfären genom samspelet mellan laddade partiklar, jordens magnetfält och atmosfäriska gaser.

Varför lyser havet ibland blått på natten?

Det kan bero på bioluminiscerande plankton som avger ljus när vattnet störs.

Varför finns det så få gejsrar?

För att de kräver en ovanlig kombination av värme, vatten och ett underjordiskt system som kan lagra och trycksätta hett vatten.

Är en cenote samma sak som en undervattensgrotta?

Inte exakt. En cenote är en öppning eller sänka i karstlandskap som ofta ger tillgång till grundvatten och kan vara förbunden med grottsystem.