بسم الله الرحمن الرحيم
لماذا لا تتجمد الأشجار وتنفجر في الشتاء مثل الأنابيب الباردة؟
في كثير من الحالات ، تتجمد الأشجار جزئيًا في برد الشتاء وتنفجر مثل أنابيب السباكة في منزل غير مدفأ. عندما يتجمد الماء السائل إلى جليد ، فإنه يتمدد في الحجم بسبب الطريقة التي تنتشر بها جزيئات الماء لتشكيل شبكة بلورية صلبة. إذا كان الماء موجودًا في وعاء مغلق ، فيمكنه الضغط بشدة أثناء تجميده وتمدده بحيث يؤدي إلى انفجار الحاوية. هذا التأثير المتفجر شائع في المنازل غير المدفئة بشكل كافٍ ، حيث يؤدي البرد إلى انفجار أنابيب السباكة. يمكن رؤية أنسجة نقل السوائل في الأشجار (نسيج الخشب واللحاء) على أنها أنابيب صغيرة تحمل الماء والمغذيات في جميع أنحاء الشجرة. يمكنهم أيضًا أن يتجمدوا وينفجروا ، مما يتسبب في تكسير و / أو انفجار الشجرة. صوت طقطقة أو صوت طلقات نارية تسمعه في الغابة في الشتاء هو صوت الأشجار المتجمدة والمتفجرة. لا يكون الانفجار عادةً عنيفًا أو مميتًا للشجرة كما قد تتوقع أولاً لعدة أسباب. تحتوي الشجرة على مئات إلى عشرات الآلاف من هذه القنوات السائلة. إذا انفجرت واحدة ، فإن الشجرة لديها الكثير من الأشجار الأخرى التي تعتمد عليها. علاوة على ذلك ، فإن كل قناة صغيرة ، بحيث لا يتسبب انفجار القناة الفردية في إحداث ضرر كبير.
بالإضافة إلى قنوات السوائل ، فإن كل خلية في الشجرة هي نفسها كيس صغير من الماء يمكن أن ينفجر عند التجمد. إذا تجمدت المياه داخل الخلايا ، فإنها تكون قاتلة على الفور للشجرة. في حين أن العديد من الأشجار يمكن أن تتحمل تجميد قنوات نقل السوائل خارج الخلايا ، لا يمكن لأي منها أن ينجو من التجمد داخل الخلايا. لذلك يجب على الأشجار التي تعيش في المناخات الباردة أن تحمي خلاياها الداخلية من التجمد. تنجم قساوة الأشجار عن البرودة عن عدة عوامل:
1 - الأشجار أكثر نعومة ومرونة من المعدن. عندما يتجمد الماء في القنوات وبين الخلايا ويتوسع ، يمكن أن تتمدد أنسجة الشجرة إلى حد ما بدلاً من الانفجار.
2 - استعدادًا لفصل الشتاء ، تتخلص خلايا العديد من الأشجار من الكثير من محتواها المائي. قلة المياه تعني تمددًا أقل عند التجميد. تدخل الشجرة في حالة نائمة وجافة لتعيش الشتاء.
3 - استعدادًا لفصل الشتاء ، تنتج بعض الأشجار المزيد من السكر. عندما يذوب هذا السكر في الماء ، فإنه يقلل من درجة تجمد الماء وبالتالي يعمل كمضاد للتجمد. في أشجار القيقب ، يمكن أن ينتهي فصل الشتاء هذا المنتج للسكر في نهاية المطاف كشراب القيقب على الفطائر الخاصة بك.
4 - بعض الأشجار تستفيد من التبريد الفائق. في التبريد الفائق ، يمكن الاحتفاظ بالماء سائلاً بدرجة أقل بكثير من نقطة التجمد التقليدية إذا لم تكن هناك مراكز تنوي لبلورات الجليد لبدء التكوين.
لماذا لا تتجمد الأشجار وتنفجر في الشتاء مثل الأنابيب الباردة؟
في كثير من الحالات ، تتجمد الأشجار جزئيًا في برد الشتاء وتنفجر مثل أنابيب السباكة في منزل غير مدفأ. عندما يتجمد الماء السائل إلى جليد ، فإنه يتمدد في الحجم بسبب الطريقة التي تنتشر بها جزيئات الماء لتشكيل شبكة بلورية صلبة. إذا كان الماء موجودًا في وعاء مغلق ، فيمكنه الضغط بشدة أثناء تجميده وتمدده بحيث يؤدي إلى انفجار الحاوية. هذا التأثير المتفجر شائع في المنازل غير المدفئة بشكل كافٍ ، حيث يؤدي البرد إلى انفجار أنابيب السباكة. يمكن رؤية أنسجة نقل السوائل في الأشجار (نسيج الخشب واللحاء) على أنها أنابيب صغيرة تحمل الماء والمغذيات في جميع أنحاء الشجرة. يمكنهم أيضًا أن يتجمدوا وينفجروا ، مما يتسبب في تكسير و / أو انفجار الشجرة. صوت طقطقة أو صوت طلقات نارية تسمعه في الغابة في الشتاء هو صوت الأشجار المتجمدة والمتفجرة. لا يكون الانفجار عادةً عنيفًا أو مميتًا للشجرة كما قد تتوقع أولاً لعدة أسباب. تحتوي الشجرة على مئات إلى عشرات الآلاف من هذه القنوات السائلة. إذا انفجرت واحدة ، فإن الشجرة لديها الكثير من الأشجار الأخرى التي تعتمد عليها. علاوة على ذلك ، فإن كل قناة صغيرة ، بحيث لا يتسبب انفجار القناة الفردية في إحداث ضرر كبير.
بالإضافة إلى قنوات السوائل ، فإن كل خلية في الشجرة هي نفسها كيس صغير من الماء يمكن أن ينفجر عند التجمد. إذا تجمدت المياه داخل الخلايا ، فإنها تكون قاتلة على الفور للشجرة. في حين أن العديد من الأشجار يمكن أن تتحمل تجميد قنوات نقل السوائل خارج الخلايا ، لا يمكن لأي منها أن ينجو من التجمد داخل الخلايا. لذلك يجب على الأشجار التي تعيش في المناخات الباردة أن تحمي خلاياها الداخلية من التجمد. تنجم قساوة الأشجار عن البرودة عن عدة عوامل:
1 - الأشجار أكثر نعومة ومرونة من المعدن. عندما يتجمد الماء في القنوات وبين الخلايا ويتوسع ، يمكن أن تتمدد أنسجة الشجرة إلى حد ما بدلاً من الانفجار.
2 - استعدادًا لفصل الشتاء ، تتخلص خلايا العديد من الأشجار من الكثير من محتواها المائي. قلة المياه تعني تمددًا أقل عند التجميد. تدخل الشجرة في حالة نائمة وجافة لتعيش الشتاء.
3 - استعدادًا لفصل الشتاء ، تنتج بعض الأشجار المزيد من السكر. عندما يذوب هذا السكر في الماء ، فإنه يقلل من درجة تجمد الماء وبالتالي يعمل كمضاد للتجمد. في أشجار القيقب ، يمكن أن ينتهي فصل الشتاء هذا المنتج للسكر في نهاية المطاف كشراب القيقب على الفطائر الخاصة بك.
4 - بعض الأشجار تستفيد من التبريد الفائق. في التبريد الفائق ، يمكن الاحتفاظ بالماء سائلاً بدرجة أقل بكثير من نقطة التجمد التقليدية إذا لم تكن هناك مراكز تنوي لبلورات الجليد لبدء التكوين.