Почему деревья не лопаются зимой? На самом деле в некоторых случаях деревья действительно частично замерзают в холодную зиму и иногда могут лопнуть, как водопроводные трубы в неотапливаемом доме.
Когда жидкая вода замерзает до состояния льда, она увеличивается в объеме из-за того, что молекулы воды образуют твердую кристаллическую решетку.
Если вода находится в закрытом сосуде, она может давить настолько сильно, что это приведет к разрыву его стенок. Этот взрывной эффект характерен для недостаточно отапливаемых домов, где холод приводит к разрыву водопроводных труб.
Каналы, транспортирующие жидкость в деревьях (ксилема и флоэма), можно рассматривать как маленькие трубы, по которым вода и питательные вещества проходят по всему дереву.
Они тоже могут замерзнуть и лопнуть, в результате чего дерево расколется и / или потрескается.
Треск, который вы слышите в лесу зимой, – это звук замерзающих и трескающихся деревьев. Однако этот процесс обычно не так опасен для дерева, как вы могли подумать, по нескольким причинам.
Почему деревья не лопаются зимой?
У дерева есть от сотен до десятков тысяч таких каналов для жидкости. Если один из них лопнет, у дерева останутся множество других. Кроме того, каждый канал имеет небольшой размер, так что отдельный треснувший канал не наносит большого ущерба для дерева.
В дополнение к жидкостным каналам каждая клетка дерева сама по себе представляет собой небольшой сосуд с водой, который может лопнуть при замораживании.
Если вода внутри клеток замерзнет, это будет губительно для дерева. И хотя многие деревья могут выдержать замораживание каналов транспортировки жидкости вне клеток, ни одно из них не может пережить внутриклеточное замораживание.
Поэтому деревья, которые выживают в холодном климате, должны защищать внутреннее пространство своих клеток от замерзания. Холодоустойчивость деревьев обусловлена несколькими факторами:
-
Деревья мягче и гибче металла. Поскольку вода в каналах и между клетками замерзает и расширяется, ткань дерева может несколько растянуться, а не лопнуть.
Готовясь к зиме, клетки многих деревьев избавляются от большого количества воды. Меньше воды означает меньшее расширение при замерзании. Дерево переходит в обезвоженное состояние покоя, чтобы пережить зиму.
При подготовке к зиме некоторые деревья производят больше сахара. Когда этот сахар растворяется в воде, он снижает температуру замерзания воды и, таким образом, действует как антифриз.
Некоторые деревья используют переохлаждение. При переохлаждении вода может оставаться жидкой значительно ниже ее традиционной точки замерзания, если нет центров зародышеобразования льда, на которых кристаллы льда могли бы начать формироваться.
Источник: