Dans la vallée des montagnes rocheuses de Californie, un groupe de séquoia nord-américain de plus de 2000 ans pousse. La hauteur la plus élevée atteint 112,7 mètres et la tige mesure plus de 8 mètres d'épaisseur, ce qui est plus haut que les bâtiments de 30 étages ! Comment l'eau est-elle « montée » sur un arbre aussi haut ? Est-ce qu ' il pourrait grandir ?
Il n'est pas facile d'élever l'humidité des racines jusqu'à la canopée de 100 mètres de haut. Tout d'abord, l'humidité est absorbée par les cellules pileuses racinaires, transportée au conduit du xylème, puis transportée à travers le conduit aux branches et feuilles de l'extrémité supérieure. Ce processus peut être imaginé comme un tir à corde dans la couronne avec le fil d'eau dans le tuyau, à la fois "tirer" par le haut, "continuer" à mi-chemin, mais aussi "pousser" par les racines.
Alors, un arbre de 100 mètres de haut peut-il générer suffisamment de traction ? Les scientifiques ont recueilli les branches supérieures à différentes hauteurs pour mesurer leur potentiel d'eau (traction) et ont constaté que plus les branches supérieures étaient élevées, plus la traction était grande. La clé à mi-chemin est qu 'il ne peut pas tirer le fil d'eau, car une fois que le fil d'eau est cassé, des bulles d'air se formeront dans le conduit, bloquant le transport d'humidité. Plus la couronne est élevée, plus la gravité du fil d'eau et la résistance du conduit sont grandes, plus la force de traction du fil d'eau est grande et plus la probabilité d'être étiré est grande. Ainsi, le fil d'eau peut finalement être tiré plus haut, en fonction de la solidité du fil d'eau, qui est déterminée par l'adhésion entre les molécules d'eau et la tension superficielle. Les scientifiques ont découvert que les parois du conduit du séquoia nord-américain sont dures et ont également une résistance à l'eau inférieure à celle des autres espèces d'arbres. Nous savons que dans un tel tirage à corde, la force de traction doit être supérieure à la somme de la gravité du fil d'eau et de la résistance du tuyau pour gagner. Sous la même force de traction que le fil d'eau, l'eau peut être tirée plus haut en raison de la moins grande résistance du conduit de séquoia.
En ce qui concerne la poussée, lorsque nous coupons la partie inférieure de la tige d'un semis de plante, surtout par temps étouffant, ou tôt le matin en été, nous avons tendance à voir un liquide s'écouler de la section, c'est - à - dire la pression racinaire (poussée). On peut imaginer que ces arbres de 100 mètres ont des racines profondes et une grande pression racinaire. On peut donc voir que le mouvement de l'eau dans les grands arbres n'est pas un simple mouvement mécanique, en fait, les activités de vie de diverses cellules jouent un rôle important.
Sous l'action de la gravité de la terre, l'eau a un certain poids, plus les arbres grandissent, plus l'eau est transportée vers le sommet, plus lourde, plus difficile. Dans un certain degré de difficulté, sa croissance à la pointe sera entravée par le manque d'eau et cesse de continuer à grandir. Plus les branches sont hautes, plus les feuilles poussent plus petites, les feuilles au sommet de 112 mètres ressemblent à des écailles collées à des branches. Ces arbres vieillissants poussent encore aujourd ' hui à un rythme d'environ 25 cm par an. Selon les calculs, si la hauteur augmente de 15 mètres de plus, les feuilles supérieures seront complètement sèches en raison d'une grave perte d'eau. La conclusion est que la hauteur limite de croissance des arbres est d'environ 122 ~ 130 mètres, ce qui coïncide avec le record historique le plus élevé des arbres.