Wenn alle Bedingungen ideal sind (Schwerkraft, Ökosystem usw.), was sind die physikalischen Grenzen des Baumwachstums auf der Erde? [Duplikat]

Ich stelle die Frage nicht als ein subjektives "Nun, Dale, was meinst du?" aber als vollkommen sachliche Frage über das Baumwachstum hier auf der Erde wurde eine endliche Menge physikalischer (natürlicher, realer) Bedingungen bereitgestellt, die alle vollkommen überprüfbar sind.

Kriterien oder Bedingungen, die mir für „größter möglicher Baum der Welt“ (sorry für die abgedroschenen Superlative, ich habe es eigentlich scherzhaft in Anführungszeichen gesetzt) ​​in den Sinn kommen, sind

  • Schwere
  • Nährstoffreicher Boden
  • Mangel an äußeren Eingriffen, die den Baum verkümmern lassen (harte Winter, Menschen usw.)
  • Wetterverhältnisse
  • Ökosystem

Ich habe die Schwerkraft aufgeführt, denn wenn die Schwerkraft zum Beispiel doppelt so stark wäre wie jetzt, würde das Baumwachstum in ähnlicher Weise beeinträchtigt wie alle Arten von Tieren und Insekten. In der Vergangenheit, als ein weiteres Beispiel für die Bedeutung der Schwerkraft, dachten Wissenschaftler, dass Dinosaurier nicht so groß gewesen sein könnten, wie sie derzeit angenommen werden, weil die Schwerkraft der Erde dazu geführt hätte, dass ihre Knochen nicht tragen könnten ihr eigenes Gewicht. Eine solche Argumentation sollte die damals akzeptierte Theorie der expandierenden Welt erklären, in der Wissenschaftler die Hypothese aufstellten, dass die Erde daher kleiner gewesen sein muss, was die Beweise für massive Dinosaurier und sich bewegende Kontinente in Einklang zu bringen schien. Natürlich wurde die Theorie später durch die Theorie der Plattentektonik falsifiziert, aber das ist nebensächlich.

Als die Dinosaurier die Erde durchstreiften, konnten sich die Wälder so weit ausdehnen, wie es die natürlichen Bedingungen zuließen, und, wieder zu meinem Beispiel, wenn die Schwerkraft um einen Faktor geringer wäre als derzeit, sollte man meinen, dass die Vegetation entsprechend gedeihen würde. Darüber hinaus gab es keine menschlichen Industrien oder Aktivitäten und daher keine Umweltverschmutzung. Noch heute wachsen Bäume, die als Denkmäler der Vergangenheit ungeschnitten geblieben sind, zu absolut unglaublichen Umfang und können manchmal verblüffende Höhen erreichen.

Alles in allem scheint ein Baum, wie er in Filmen wie Avatar vorgestellt wird, hier auf der Erde lächerlich unmöglich zu sein, und hier beginnt man sich zu fragen: Wo sind die natürlichen Grenzen von Bäumen in der bestmöglichen Umgebung? Vielleicht könnten Bäume mit etwas wie Stickstoff oder sagen wir einer Art Steroid-Äquivalent für Pflanzen viel größere Höhen erreichen?

Natürlich betone ich die absolut besten Bedingungen oder Umgebungen, weil dies das Mittel ist, mit dem die Frage beantwortbar und dennoch an die persönliche Neugier angepasst bleibt. Wenn noch ein weiteres Beispiel helfen sollte, stellen Sie sich einen Baum vor, der genug Wasser hat (aber nicht zu viel, dh eine libanesische Zeder im Vergleich zu einem Mangrovenbaum), alle ökologischen Bedingungen, die notwendig sind, um sein maximales Wachstum zu erreichen (endlos nährstoffreich Boden, Insekten, die ihn nicht getötet haben, keine Krankheiten, keine anderen Bäume, deren Wurzeln ihn vergiften; keine Bäume, die darüber wachsen und ihn ersticken – ja, einige Bäume ersticken andere Bäume), die bestmöglichen Bedingungen der Schwerkraft usw. Außerdem darf man die Gattung des fraglichen Baumes nicht vergessen, da zum Beispiel eine Zwergweide deutlich anders (und kleiner) ist als beispielsweise ein Riesenmammutbaum: Sie würden mir sicher zustimmen, denke ich,

Nebenbei bemerkt: Ich gebe zu, dass die Schwerkraft eine schwierige Bedingung für Humor sein könnte, aber da weniger Schwerkraft größere Bäume zulassen würde, sollte sie auch ein entscheidendes Kriterium für die Beantwortung der Frage sein. Das heißt, ich erkenne an, dass ich nur der Fragesteller und nicht der Antwortende bin, also nimm es weg. :)

Fast last but not least: Während es töricht erscheinen mag, die Tatsache der Evolution als primäres Kriterium wegzulassen, besteht das Problem darin, sie als eines zu berücksichtigen – zumindest meiner Meinung nach – darin, dass man sie missbrauchen könnte, um falsche oder nicht unterstützte Kriterien zu erstellen Annahmen. Betrachten Sie die folgende Binsenweisheit und ihre Schlussfolgerung: Wenn Sie irgendeiner evolutionären Zeitlinie einer gegebenen Pflanze (z. B. einer Farnpflanze) folgen, sehen Sie, dass verschiedene Unterklassen in verschiedenen geologischen Zeitperioden dieser Pflanze erschienen (sich entwickelten) und verschwanden; Daher könnte eine Unterklasse von Riesenmammutbäumen auf die zehnfache Größe ihrer derzeitigen Vorfahren erscheinen (sich entwickeln). Wie Sie zweifellos zustimmen werden, wäre dies viel zu einfach. Obwohl die Evolution zweifellos ein entscheidender Punkt ist, wird sie hoffentlich mit Bedacht eingesetzt.

Ein letzter Punkt: Wenn Sie der Meinung sind, dass die Frage aus einem anderen Grund nicht beantwortet werden kann, teilen Sie uns bitte mit, warum Sie so denken, damit ich die Frage bearbeiten kann. Mit anderen Worten: Bitte zeigen Sie, wie es einen Standard nicht erfüllt, anstatt nur den Standard zu zitieren. Es mag Ihnen klar sein, warum es nicht richtig ist, aber "Ablehnen" sagt dem Fragesteller nicht immer, warum seine Frage für die Community nicht richtig ist.

Vielen Dank.

Interessant ist die Größe der Insekten vor Millionen von Jahren. Die Vorgänger der modernen Libellen hatten Flügelspannweiten von fast einem Meter. Der Grund dafür war der zusätzliche Sauerstoff in der Atmosphäre. Es ist möglich, dass eine ähnlich CO2-reiche Atmosphäre zu einer gigantischen Flora führen könnte.
Danke, @JonathanLandrum, das ist ein interessanter Punkt und würde sicher Sinn machen.
Es gibt hier viele Wörter und ich habe sie nicht alle gelesen. Aber wie definieren Sie "groß", ist es das höchste, breiteste, schwerste, größte Wurzelsystem? Wenn die Wurzeln von zwei miteinander verbunden sind, zählen Sie nur eine oder beide/alle
Wenn dies migriert wurde, denke ich, dass es eine schlechte Wahl war. Wir können es wahrscheinlich beantworten, aber ich denke nicht, dass die Frage hier ganz zum Thema gehört
@bendl Ich verstehe, was du meinst, aber ich bin sicher, dass es einige Anwendungen für diese Informationen in Bezug auf den Weltenbau geben kann. Wie Terraforming Earth zum Beispiel, um besser für Pflanzen geeignet zu sein.
Ich habe auch darauf hingewiesen, @bendl, aber sie hören nicht zu und löschen meine Kommentare einfach als ob sie unhöflich wären oder was hast du. Viel Zensur auf der Seite. Ich werde es wahrscheinlich leider nicht mehr verwenden, da ich Tastaturkrieger nicht ausstehen kann, die ihr Ego und ihre Gefühle benutzen, um anderen ihre Ansichten aufzuzwingen. Trauriges Zeug. In dem Beitrag geht es eindeutig nicht um Worldbuilding, sondern um Ökologie, aber kein Problem, die Frage wird hier einfach nicht beantwortet, wie zu sehen ist.
Ich bin anderer Meinung, Sydney, da die Frage zu keinem Zeitpunkt nach Terraforming fragt. Es fragt nur, ob alle Dinge so wären, dass Bäume und Pflanzen die bestmögliche Atmosphäre hätten, wie groß sie werden könnten. Sicherlich könnten Sie selbst so weit gehen, aber das ist nicht die Frage. Die Frage bleibt innerhalb der Torpfosten der Realität, nicht der Fiktion. Wäre es um eine fiktive Baumgröße gegangen, dann würde ich zustimmen.
Bei worldbuilding.stackexchange geht es nicht um Terraforming. Es geht darum, fiktive Welten zu erschaffen, auch wenn sie Variationen der Erde sind. Ich denke, man kann mit Sicherheit sagen, dass es auf der Erde keine Bäume gibt, die derzeit die maximal mögliche Höhe für einen Baum auf der Erde haben. Diese Frage fragt, was das Maximum sein könnte, und fragt nach Bedingungen, die auf der Erde nicht existieren, insbesondere die alternative Schwerkraft, daher ist es eine hypothetische alternative Erde. Diese Frage passt hervorragend zu worldbuilding.stackexchange, auch wenn OP kein World Building ist.
Außerdem hat "The Great Outdoors" Stackexchange normalerweise keine Fragen dieser Art, und es scheint unwahrscheinlich, dass man dort eine gute Antwort bekommt. Worldbuilding hat jedoch jede Menge Fragen wie diese .
Tut mir leid, Aaron, wir sind uns anscheinend nicht einig. Ich habe die Schwerkraft nicht einbezogen, als ob sie künstlich wäre, ich sagte, was das maximale Wachstum hier auf der Erde sein würde, alles in allem. Anstatt es einfach so zu belassen, habe ich einige wesentliche Bedingungen für Wachstum erwähnt, nämlich die Schwerkraft usw. Also ist nichts davon erfunden, sondern hypothetisch. Ich sage es Ihnen nur ungern, aber ich sehe das nicht als Weltenbau, sondern eher als etwas in der Ökologie. Beim Worldbuilding geht es vielmehr um fiktive Welten, die auf Basis realer oder irrealer Bedingungen erschaffen werden und sich typischerweise um die gleichen Themen drehen.
Natürlich ist es wahr, dass alles relativ zu einer Welt hätte sein können, und in dieser Hinsicht haben Sie recht. Sonst leider nicht. Ich habe in alle möglichen Weltbaubücher investiert und keines davon spricht über Ökologie auf der Erde, sondern darüber, wie biologische Systeme funktionieren. Verzeihung. Ich habe dies ursprünglich in der freien Natur gepostet, wo es beantwortet wurde, aber dann hat eines der Mitglieder es fälschlicherweise hierher migriert, und deshalb haben andere gesagt, dass es nicht richtig ist, es sei denn, im Grunde ist jede Frage richtig, solange sie sich auf eine Welt bezieht.
@PrivateName Ich bin sowohl im Freien als auch beim Weltenbauen häufig unterwegs, und ich kann Ihnen aus Erfahrung sagen, dass beim Weltenbauen ständig Fragen dieser genauen Art gestellt werden. Es ist direkt in der Gasse des Weltenbaus. Nein, nicht, weil es „alles ist, was mit einer Welt zu tun hat“, sondern weil Sie sich am Aufbau einer Welt beteiligen. Die Erde, die Sie mit dem Baum der maximalen Höhe beschreiben, existiert nicht, ebenso wenig wie die Erde mit den Bedingungen dafür. Sie wundern sich über eine Situation, die nicht existiert, die per Definition eine fiktive Situation ist. Historische Fiktion ist zum Beispiel immer noch Fiktion.
@PrivateName Aber all das ist sowieso nur ein Streit um die Semantik und ist kaum relevant. Vielleicht ist es für Outdoors kein Off-Topic - darüber lässt sich streiten. Es ist jedoch nicht die Art von Frage, die im Allgemeinen Felder im Freien sind (was sie nicht automatisch disqualifiziert, aber es weniger wahrscheinlich macht, dass sie passen). Das passt perfekt zum Thema Worldbuilding, und Worldbuilding bekommt ständig Fragen dieser Art, also passt es hier nahezu perfekt. Wollen Sie streitbare Passform oder nahezu perfekt? Außerdem haben Sie jetzt die doppelte Belichtung.
Aron, wenn das das Kriterium für Worldbuilding wäre, wäre jede Frage zu etwas, was derzeit nicht der Fall ist, für Worldbuilding angemessen. Entschuldigung, aber ich denke, die Person mit Problemen in der Semantik sind Sie selbst. Die Frage nach der maximalen Höhe eines Menschen oder eines Baumes ist mit der jeweiligen Disziplin, Ökologie und Medizin verbunden. Es wird für Worldbuilding zugänglich, wenn Leute die Fragen mit einem gewissen Spin stellen, der sie in eine Welt einbettet, die Fiktion ist, was ich nicht getan habe. Natürlich bekommt man manchmal solche Fragen.
Ich bin nicht der Meinung, dass die GO-Seite solche Fragen nicht allzu oft bekommt. Geben Sie einfach Bäume und etwas ein, das es mit Botanik oder Ökologie in Verbindung bringt, und Sie werden sehen, dass Tonnen von Fragen auftauchen (Hunderte und Aberhunderte von ihnen – zu viele, um sie zu zählen). Hier macht es Sinn, dass Menschen, die Welten bauen, nach einem Aspekt ihrer Welt fragen, aber nur weil etwas noch nicht der Fall ist, heißt das nicht, dass es Fiktion ist. Sie verwechseln im Prinzip Fiktion und Wahrheit. Wir könnten im Prinzip mit Lichtgeschwindigkeit reisen, aber künstliche Schwerkraft ist Fiktion.
Es stimmt zwar, dass die doppelte Belichtung besser wäre, aber leider denke ich, dass die Mods dort Tagteaming betrieben, wie es ziemlich typisch für SE ist, und deshalb haben sie meine Frage von ihrer Seite gestrichen. Kein Problem
Zu dem gezeigten Beispiel von bendl, ja, wie gesagt, der Typ/die Frau hat ihre Frage aus der Perspektive gestellt, ein Buch zu schreiben und ihre eigene Welt zu erschaffen. Aber wenn man das nicht tut, zum Beispiel wenn man das nicht tut, dann wäre seine Frage für welche Seite oder Site angemessen? Keiner? Nein, es wäre in einer Reihe anderer Websites in Ordnung. Wenn Ihr Beispiel nur dazu diente zu sagen, dass es solche Beispiele gibt, da habe ich Ihnen schon geglaubt. Nur meins gehört nicht hierher, weil es nicht das Geringste mit Weltkonstruktion zu tun hat, sondern mit Ökologie. Wenn Sie sich die Antworten ansehen, werden Sie das sehen.
Ah, nur mein Glück, antwortete endlich jemand. Ich bin immer noch überzeugt, dass es auf der GO- oder einer Ökologie- oder noch schlimmeren als der GO-Biologieseite noch einige mehr Antworten geben würde, aber was auch immer. Wenigstens entschied sich endlich jemand, sein aktuelles Wissen mit dem Rest von uns zu teilen. Das meine ich mit Tagteaming. So viele Leute versuchen, Pedanten zu sein, es ist einfach erstaunlich. Danke an den Herrn, der geantwortet hat, sollte er jemals auf unsere Diskussion stoßen.

Antworten (3)

Wenn Sie also wissen möchten, wie hoch ein Baum physisch wachsen kann, hängt dies von der Druckfestigkeit des Holzes und der Dichte des Holzes ab.

Nehmen wir zum Beispiel den Bubinga-Baum.

http://workshopcompanion.com/KnowHow/Design/Nature_of_Wood/3_Wood_Strength/3_Wood_Strength.htm Gibt an, dass sein psi 10.500 psi beträgt, was 7382217,215488 kg/m^2 gemäß diesem Konvertierungstool entspricht http://www.endmemo.com/sconvert/ kgf_m2psi.php .

Ein quadratischer Querschnitt von 1 m würde also 7382217 KG oder 16275002,598 Pfund tragen.

Jetzt hat der Bubinga-Baum eine Dichte von 890 kg/m3 von http://www.wood-database.com/bubinga/

Ein Querschnitt von 1 m ^ 2 könnte also 7382217/890 unterstützen, was ungefähr 8295 m entspricht.

Das Höchste, das ein Bubinga-Baum erreichen könnte, wäre also ungefähr 8295 m hoch, bevor er aufgrund seines eigenen Gewichts zusammenbrechen würde.

Das ist jetzt eine super vereinfachte Antwort und ich werde darauf hinweisen, warum:

  • Die Mathematik verwendet das Trockengewicht des Holzes und beinhaltet kein Wasser in einem lebenden Baum
  • Die Mathematik geht auch davon aus, dass der Baum auf dem gesamten Weg nach oben die gleiche Dicke hat. Bäume sind es normalerweise nicht (oder so glaube ich) und daher wäre Ihr Limit etwas höher
  • Ich weiß nicht, ob ein Baum in der Lage wäre, Wasser und Nährstoffe so hoch zu bekommen
  • Die Schwerkraft beeinflusst die Höhe ebenso wie das Gewicht, aber sie sollte auch beeinflussen, wie sich der Baum um Nährstoffe und Wasser bewegt
  • Eine leichte Brise wird wahrscheinlich den Baum umwerfen. Es müsste vollkommen gerade wachsen
  • Es wird ewig dauern, bis es wächst, und ich weiß nicht, wie umfangreich ein Root-Netzwerk sein müsste, um sich selbst zu unterstützen
Die Stärke des Holzes ist nicht der begrenzende Faktor für die Höhe, sondern die Fähigkeit, Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln bis zur Spitze des Baumes zu transportieren. Das begrenzt die maximale Höhe auf etwa 400-426 Fuß / (122-130 m): livescience.com/14667-tall-trees-grow.html
Außerdem schließen Sie nur den höchsten Baum ohne Abstand von Ästen oder Blättern und ohne Wind ein. Ihre Antwort ist jedoch interessant, da sie zeigt, dass das Gewicht des Kofferraums selbst für praktische Zwecke keine Einschränkung darstellt.

Der begrenzende Faktor für die Baumhöhe ist die Fähigkeit des Baumes, Wasser aus dem Boden zu den Blättern zu pumpen. Diese Grenze liegt bei etwa 130 m / 426 Fuß.

Normalerweise liegt die Grenze zum Pumpen von Wasser bei etwa 10 m - das ist die höchste, die ein Vakuum Wasser heben kann. Bäume spielen jedoch alle möglichen ausgefallenen Spiele mit Oberflächenspannung und Kapillarwirkung, um diese Grenze dramatisch zu erhöhen.

Hier gibt es ein cooles Video, das die Effekte beschreibt: https://www.youtube.com/watch?v=qiiFMRYUEQM

Wissenschaftliche Studien haben die absolute Grenze auf etwa 130 m festgelegt. Hier ist eine solche Studie, aber sie steckt hinter einer Paywall: https://www.nature.com/articles/nature02417

Hier ist eine populärwissenschaftliche Pressediskussion zum Thema: https://science.howstuffworks.com/life/botany/tree-grow.htm

Der Hauptfaktor, der bestimmt, wo und wie schnell Pflanzen wachsen können, ist die Menge an CO 2 in der Atmosphäre. Das Optimum liegt irgendwo zwischen 1000–2000 ppm CO 2 in der Atmosphäre – je nach Pflanzentyp . In diesem Fall wachsen die Pflanzen im Vergleich zu den derzeitigen Bedingungen etwa 2-5 mal so schnell. Das Baumwachstum wird von wenigen, ziemlich einfachen Regeln geleitet, aber je nach Bedingungen gibt es viele Permutationen, also hängt es wirklich von Baumart, Klima, Boden und Standort ab.

Es würde auch die Reichweite und Größe des Bioms auf der Erde beeinflussen, denn je mehr CO 2 in der Atmosphäre verfügbar ist, desto weniger Wasser benötigen die Pflanzen zum Leben (bei optimalem CO 2 -Gehalt ist es etwa ein Drittel im Vergleich zu heute). Dies wiederum kann sich auf die maximale Höhe für das Baumwachstum auswirken. Aber noch einmal: Wie hoch ein Baum wächst, wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt, von denen die Schwerkraft das theoretische Maximum beeinflusst, das selten, wenn überhaupt, von einem Baum auf der Erde erreicht wird. Dies ist die Dichte des Waldes, die Art des Bodens, die geografische Lage und so weiter. Aber lassen Sie uns ein wenig theoretisieren: Da weniger Wasser innerhalb des Baumes transportiert werden muss (aufgrund der hohen CO 2 -Konzentration), addieren wir also 50 % (meins, willkürlich) zum aktuellen theoretischen Maximum von 140 m hinzu, und wir erhalten vielleicht 200 m hohe Bäume. Möglicherweise.

Was die Reichweite der Biome betrifft, so könnte man theoretisch innerhalb weniger Jahrhunderte oder weniger eine fast vollständige Bedeckung der Erdoberfläche mit Wäldern aller Art (mit offensichtlicher Ausnahme von Gewässern, Alpen- und Polarregionen) erwarten.

Kann der Downvoter die Mühe haben, eine Begründung zu hinterlassen? Ich hasse es wenn das passiert.
Ich bin kein Downvoter, aber vielleicht würde es helfen, einige Quellen für Ihre Aussage hinzuzufügen, zum Beispiel die optimale CO2-Zusammensetzung.
@Secespitus Einerseits kann ich das verstehen. Andererseits muss man zum Beispiel keinen relevanten Abschnitt der Straßenverkehrsordnung verlinken, um zu argumentieren, dass in Großbritannien Linksverkehr herrscht ... 1500 PPM ist der Referenzwert im Gewächshausanbau. Es ist eine wohlbekannte Tatsache. Ein Wert, den jeder Lebensmittelspezialist nach dem Aufwachen mitten in der Nacht auf die Frage herunterrattern wird. Bei allem Respekt (und ich meine es ernst).
Nun, die meisten Menschen sind keine Lebensmittelspezialisten, weshalb dies für die meisten Menschen wahrscheinlich wie eine Zufallszahl aussieht, die Sie sich genauso gut hätten ausdenken können. Und der Hinweis auf einen Verkehrscode könnte relevant sein, wenn die Seite für Ihre Antwort wichtig ist. Nicht jedes Land fährt auf der linken Seite. Aber offensichtlich liegt es an dir. Ich habe gerade Ihren Kommentar gesehen und dachte, ich könnte Sie genauso gut über etwas informieren, das der Grund sein könnte. Ob Sie auf diesen Vorschlag reagieren oder nicht, liegt bei Ihnen.
@Secespitus Die meisten Leute sind auch keine Berufskraftfahrer, wissen aber, auf welcher Seite sie fahren müssen. Ich verstehe, dass sie etwas mehr Beweise dafür haben als "Ich habe dir gesagt, dass es übrig ist", aber immer noch. Manche Dinge sind wirklich „Mainstream“. Aber ich verstehe, was du meinst. Entsprechend bearbeiten. Hoffentlich widerspricht niemand der "Qualität" der Quellen.
Ich habe es abgelehnt, weil es falsch ist. Die CO2-Konzentration ist nicht der Hauptbegrenzungsfaktor für das Pflanzenwachstum und hat (wie @Evan Dorn in seiner Antwort betont) überhaupt nichts mit der maximalen Höhe der Bäume zu tun.
@jamesqf - "Es hat überhaupt nichts mit der maximalen Höhe von Bäumen zu tun"? Es ist ziemlich merkwürdig, da die Frage so formuliert ist, dass die Höhe nur ein Teil des Körpers ist. Tatsächlich wird es nur zweimal erwähnt. „Größte“ ist hier das Stichwort, das wiederum nicht ganz dasselbe ist wie „Hoch“. Aber ich werde die Antwort bearbeiten, damit sie klarer ist.
@AcePL: Eine ähnliche Logik gilt, wenn Sie "am größten" als etwas anderes als die Höhe betrachten, z. B. Masse oder abgedeckte Fläche. Die maximale Größe, wie auch immer definiert, hat wenig oder gar nichts mit der Wachstumsrate zu tun. Zum Beispiel gilt dieser en.wikipedia.org/wiki/Pando_(Baum) als der schwerste bekannte Organismus (auch wenn Espen keine besonders hohen Bäume sind), brauchte aber mehr als 80.000 Jahre, um zu wachsen. Ebenso brauchen die höchsten Bäume (Sequoia sempervirens) über 500 Jahre, um ihre maximale Höhe zu erreichen.