Чому дерева не лопаються взимку? Насправді в деяких випадках дерева дійсно частково замерзають в холодну зиму і іноді можуть лопнути, як водопровідні труби в неопалювальному будинку.
Коли рідка вода замерзає до стану льоду, вона збільшується в обсязі через те, що молекули води утворюють тверду кристалічну решітку.
Якщо вода знаходиться в закритій судині, вона може тиснути настільки сильно, що це призведе до розриву її стінок. Цей вибуховий ефект характерний для недостатньо опалюваних будинків, де холод призводить до розриву водопровідних труб.
Канали, що транспортують рідину в деревах (ксилема і флоема), можна розглядати як маленькі труби, якими вода і поживні речовини проходять по всьому дереву.
Вони теж можуть замерзнути і лопнути, в результаті чого дерево розколеться і/або потріскається.
Тріск, який ви чуєте в лісі взимку, - це звук замерзаючих і тріскаючих дерев. Однак цей процес зазвичай не такий небезпечний для дерева, як ви могли подумати, з кількох причин.
Чому дерева не лопаються взимку?
У дерева є від сотень до десятків тисяч таких каналів для рідини. Якщо один з них лопне, у дерева залишаться безліч інших. Крім того, кожен канал має невеликий розмір, так що окремий тріснулий канал не завдає великої шкоди для дерева.
На додаток до рідинних каналів кожна клітина дерева сама по собі являє собою невелику посудину з водою, яка може лопнути при заморожуванні.
Якщо вода всередині клітин замерзне, це буде згубно для дерева. І хоча багато дерев можуть витримати заморожування каналів транспортування рідини поза клітинами, жодне з них не може пережити внутрішньоклітинне заморожування.
Тому дерева, які виживають у холодному кліматі, повинні захищати внутрішній простір своїх клітин від замерзання. Холодостійкість дерев обумовлена кількома факторами:
- Дерева м'якші і гнучкіші, оскільки вода в каналах і між клітинами замерзає і розширюється, тканина дерева може дещо розтягнутися, а не лопнути.
- Готуючись до зими, клітини багатьох дерев позбавляються від великої кількості води. Менше води означає менше розширення при замерзанні, дерево переходить у зневоднений стан спокою, щоб пережити зиму.
- Під час підготовки до зими деякі дерева виробляють більше цукру. Коли цей цукор розчиняється у воді, він знижує температуру замерзання води і, таким чином, діє як антифриз.
- Деякі дерева використовують переохолодження. При переохолодженні вода може залишатися рідкою значно нижче її традиційної точки замерзання, якщо немає центрів зародкування льоду, на яких кристали льоду могли б почати формуватися.