Dlaczego drzewa mogą osiągać wzrost powyżej 10 metrów, skoro przy takiej wysokości ciśnienie hydrostatyczne jest równe ciśnieniu atmosferycznemu, a więc w zastosowanym modelu naczyń połączonych woda nie powinna być transportowana powyżej tych 10 metrów? Domyślam się, że w przedstawionym rozumowaniu nie uwzględniłem jakiegoś istotnego szczegółu, np. napięcia powierzchniowego albo zjawiska kapilarnego.
Dlaczego drzewa mogą rosnąć powyżej 10 metrów?
Pytanie
Odpowiedź
Rzeczywiście, słomką nie można wciągnąć wody na ponad 10 metrów. Jednak drzewa mają wiele mechanizmów pomagających im w tym:
- Podstawowym zjawiskiem wciągającym wodę do góry jest transpiracja, czyli po prostu parowanie wody z liści, co zmniejsza ciśnienie w miejscu wyparowywania, co wciąga wodę do góry.
- Naczynia przez które wciągana jest woda są bardzo cienkie (ich średnica jest liczona w mikrometrach). Woda z kolei ma wysoką adhezję, tj. „klei” się do różnych powierzchni i w szczególnosci „przykleja” się do naczyń drewna.
- Korzenie produkują ciśnienie trochę wyższe niż otoczenie przez zjawisko osmozy. W korzeniach jest bardzo dużo soli, co powoduje, że woda jest wciągana z ziemi do korzeni, więc ciśnienie jest tam troszkę wyższe, co wpycha wodę do góry.
- Drzewo w miarę rośnięcia nigdy nie przerywa słupa wody. To znaczy, od czasu kiedy jest małą sadzonką (kiedy jest bardzo łatwo wciągnąć wodę, bo ma tylko kilka cm wzrostu), aż do momentu gdy osiąga kilkadziesiąt metrów wysokości, przez cały czas słup wody rośnie wraz z drzewem. Woda z kolei wykazuje również wysoką kohezję, czyli „klei” się do siebie. Dzięki temu można wodę tak jakby ciągnąć od góry.