Почему деревья не замерзают и не лопаются зимой?

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.