ทำไมต้นไม้ไม่แข็งและแตกในฤดูหนาวเหมือนท่อเย็น?

ในหลายกรณี, ต้นไม้ ทำ แช่แข็งบางส่วนในฤดูหนาวและระเบิดเหมือนท่อประปาในบ้านที่ไม่มีเครื่องทำความร้อน. เมื่อน้ำที่เป็นของเหลวแข็งตัวเป็นน้ำแข็ง, มันขยายปริมาตรเนื่องจากวิธีที่โมเลกุลของน้ำกระจายออกไปเพื่อสร้างตาข่ายผลึกแข็ง. หากน้ำบรรจุอยู่ในภาชนะปิด, มันสามารถกดแรงจนแข็งและขยายตัวจนทำให้ภาชนะแตกได้. เอฟเฟกต์การระเบิดนี้พบได้ทั่วไปในบ้านที่มีความร้อนไม่เพียงพอ, ที่ซึ่งความเย็นทำให้ท่อประปาแตก. เนื้อเยื่อขนส่งของเหลวในต้นไม้ (ไซเลมและโฟลเอ็ม) มองเห็นเป็นท่อเล็กๆ ลำเลียงน้ำ และสารอาหารไปทั่วทั้งต้น. พวกเขาก็สามารถแช่แข็งและระเบิดได้เช่นกัน, ทำให้ต้นไม้แตกและ/หรือระเบิดได้. เสียงแตกหรือเสียงปืนที่คุณได้ยินในป่าในฤดูหนาวคือเสียงของต้นไม้ที่แข็งและระเบิด. การระเบิดมักจะไม่รุนแรงหรือร้ายแรงเท่าต้นไม้อย่างที่คุณคาดไว้ในตอนแรกด้วยเหตุผลบางประการ. ต้นไม้มีช่องของเหลวเหล่านี้หลายร้อยถึงหมื่นช่อง. ถ้าใครระเบิด, ต้นไม้มีคนอื่นให้พึ่งพามากมาย. นอกจากนี้, แต่ละช่องมีขนาดเล็ก, เพื่อให้การระเบิดแต่ละช่องไม่ได้สร้างความเสียหายมากนัก.

นอกจากช่องของเหลวแล้ว, แต่ละเซลล์ของต้นไม้เป็นถุงน้ำเล็ก ๆ ที่สามารถแตกออกได้เมื่อถูกแช่แข็ง. หากน้ำภายในเซลล์แข็งตัว, มันเป็นอันตรายต่อต้นไม้ทันที. ในขณะที่ต้นไม้จำนวนมากสามารถทนต่อการแช่แข็งของช่องขนส่งของเหลวภายนอกเซลล์ได้, ไม่มีใครสามารถอยู่รอดได้จากการแช่แข็งภายในเซลล์. ต้นไม้ที่อยู่รอดได้ในสภาพอากาศหนาวเย็นจึงต้องปกป้องเซลล์ภายในจากการแช่แข็ง. ความหนาวเย็นของต้นไม้เกิดจากหลายปัจจัย:

ต้นไม้มีความอ่อนนุ่มและยืดหยุ่นมากกว่าโลหะ. เมื่อน้ำในช่องและระหว่างเซลล์แข็งตัวและขยายตัว, เนื้อเยื่อของต้นไม้สามารถยืดออกได้บ้างแทนที่จะแตกออก.
เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับฤดูหนาว, เซลล์ของต้นไม้หลายชนิดกำจัดน้ำจำนวนมากออกไป. น้ำน้อยหมายถึงการขยายตัวน้อยลงเมื่อแช่แข็ง. ต้นไม้เข้าสู่ภาวะขาดน้ำ, สถานะอยู่เฉยๆเพื่อความอยู่รอดในฤดูหนาว.
เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับฤดูหนาว, ต้นไม้บางต้นผลิตน้ำตาลได้มากขึ้น. เมื่อน้ำตาลนี้ละลายในน้ำ, ช่วยลดจุดเยือกแข็งของน้ำและทำหน้าที่เหมือนสารป้องกันการแข็งตัว. ในต้นเมเปิ้ล, ฤดูหนาวที่ผลิตน้ำตาลนี้ในที่สุดอาจกลายเป็นน้ำเชื่อมเมเปิ้ลบนแพนเค้กของคุณ.
ต้นไม้บางต้นใช้ประโยชน์จากความเย็นจัด. ในซุปเปอร์คูลลิ่ง, น้ำสามารถรักษาสภาพของเหลวให้ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งแบบดั้งเดิมได้ หากไม่มีศูนย์กลางนิวเคลียสสำหรับผลึกน้ำแข็งที่จะเริ่มก่อตัวขึ้น. เครดิต:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2014/01/15/why-dont-trees-freeze-and-burst-in-the-winter-like-cold-pipes/