Wie hoch kann ein Baum werden?

In meiner Fantasiewelt möchte ich fantastisch große Bäume, besonders in der Höhenkategorie. Die höchsten Bäume der Erde werden knapp über 100 Meter hoch. Warum können sie nicht größer werden? Unter welchen Umständen kann ein Baum höher wachsen?

Derzeit züchte ich meine Bäume in Mikrogravitation, in einer sterilen Umgebung ohne Krankheiten, die die Bäume töten, und mit wenig bis gar keinem Wind, der sie umwirft. Wie hoch dürfen meine Bäume werden? Was muss ich sonst noch beachten, wenn meine Bäume mehrere Kilometer hoch werden sollen?

Ich kann das Quadratwürfelgesetz spüren, das sich bereit macht, deine Träume unter ihrem eigenen Gewicht zu zermalmen ...
Warum sollte das Quadratwürfelgesetz auf die Baumhöhe beschränkt sein? Als begrenzender Faktor wird im Allgemeinen die Energie angenommen, die erforderlich ist, um Wasser den Stamm hinaufzuziehen, die linear proportional zur Höhe ist.
Interessanterweise ist "kein Wind" für das Baumwachstum möglicherweise nicht von Vorteil: en.wikipedia.org/wiki/Biosphere_2#First_mission
Derek Muller von Veritasium geht auf einige Details darüber ein, wie und warum Bäume so hoch wachsen, und auf ihre Grenzen – hier , hier und hier
Vieles von dem, was gesagt wurde, basiert auf der Schwerkraft, um den Transport von Wasser zu begrenzen. Wir alle haben Bäume gesehen, die umgefallen sind, als der Boden zu Wasser belastet wurde. Viele dieser Bäume leben noch, stehen aber jetzt eher horizontal als vertikal. Würde dies nicht das Problem beseitigen, dass die Schwerkraft Wasser von der Spitze des Baumes hält?

Antworten (3)

Die Wasserbewegung scheint einer der großen limitierenden Faktoren für das Baumwachstum zu sein. Auf der Erde scheinen 120-130 m ungefähr die maximale Höhe eines Baumes zu sein. Es wird immer schwieriger, Wasser nach oben zu bringen.

Die einfachere Lösung wäre also eine kleinere Schwerkraft. Die andere wäre für eine stärkere „Pump“-Aktion, vielleicht eine symbiotische Mikrobe, die hilft, das Wasser nach oben zu bewegen. Oder vielleicht hat der Baum Reservoire, um Regenwasser zu sammeln, obwohl diese Hohlräume den Baum anfällig für Brüche machen würden.

Danach geht es darum, genug Nährstoffe zu haben, um einen solchen Riesen weiter zu ernähren, sowie eine Basis, um ihn zu unterstützen. Je größer ein Baum, desto größer sind die Kräfte für Wind (längerer Hebel) etc.

Eine geringere Schwerkraft würde auch dazu beitragen, Probleme mit dem Quadratwürfelgesetz zu verringern ...

Oh, und ich bin mir nicht sicher, wie gut sie in der Mikrogravitation abschneiden würden. Etwas Schwerkraft wäre besser, Mars oder der Mond (WAG-IMO)

Ich weiß nicht genug Physik, um mir darüber sicher zu sein, aber wenn die Wasserbewegung durch einen Druckgradienten induziert wird, kann es eine gute Idee sein, den Luftdruck auf Blatthöhe zu verringern und ihn auf Bodenhöhe zu erhöhen. Oder vielleicht heißere Luft auf Blattebene, damit Wasser schneller verdunstet.
@ skysurf3000 das stimmt, es ist möglich, dass ich die Dinge falsch verstanden habe. Da muss ich genauer hinschauen. Ich weiß, dass Strombegrenzungen damit zu tun haben, Wasser nach oben zu bringen.
oder eine Möglichkeit, Wasser aus der Luft zu gewinnen (Regen speichern oder so)
Um Wasser zu gewinnen, warum nicht einen Baum haben, der auf starken Nebel angewiesen ist, um die Blätter mit Feuchtigkeit zu versorgen? Dadurch wird das potenzielle Energieproblem beseitigt, ohne dass ein interner Wasserspeicher erforderlich ist. Einige Erdbäume können das bereits: newphytologist.org/news/view/12
Danke für das Papier. Ich hatte nicht damit gerechnet, dass es Forschungen zu diesem Thema geben würde. Dem Papier zufolge scheinen Pflanzen die Stomata freiwillig zu verkleinern, wenn der Unterdruck im Xylem zu groß wird. Das kann daran liegen, dass das Wasser es nicht schnell genug nachholen kann und die Blätter austrocknen würden, wenn sie ihren Wasserverlust nicht reduzieren würden, oder daran, dass ein zu großer Unterdruck im Xylem zu Kavitationen führt und die Zweig wird sterben. Sehr interessant danke.
Wenn Sie das Problem des Wassertransports umgehen, ist der neue begrenzende Faktor wahrscheinlich die Fähigkeit des Baums, sein eigenes Gewicht zu tragen. Die Basis des Baumes muss in der Lage sein, dem Druck des gesamten darüber liegenden Materials standzuhalten, ohne zusammenzubrechen. (Auch hier würde eine geringere Schwerkraft höhere Bäume ermöglichen.)
@ckersch Allerdings muss der Baum noch Nährstoffe zu den Blättern bringen. Aber vielleicht könnte es funktionieren, wenn man Nährstoffe in den Regen gibt.
@ skysurf3000 alternativ, wenn der Baum einen guten Schlafplatz für eine große Anzahl von Vögeln bietet, könnte er Nährstoffe aus ihrem Kot gewinnen.
Warum geben Sie Ihren Bäumen nicht ein Atmungs- und Kreislaufsystem, das dem der Tiere entspricht? Dann wäre es eine Frage der Stärke der Bäume selbst und der des Bodens/Gesteins, in dem sich ihre Wurzeln befinden, die bestimmen würde, wie groß die Bäume werden könnten.
Wie jemand in Originalkommentaren sagte, warum sollte es ein Problem mit dem Quadrat- / Würfelgesetz geben? Es gibt keine Fugen oder ähnliches.
@Asoub Square/Cube-Skalierungsprobleme gelten für die starre Struktur eines Objekts. Aus diesem Grund können Sie ein maßstabsgetreues Modell aus Materialien bauen, die in voller Größe zusammenbrechen würden. Das ist auch der Grund, warum Planeten rund sind.

Ich denke, man könnte viel von der Art und Weise lernen, wie sehr hohe Bäume es hier auf der Erde funktionieren lassen.

Wissenschaftler machen einige ziemlich interessante Entdeckungen darüber, wie die Mammutbäume ihre beeindruckende Höhe erreichen. Es scheint, dass die Mammutbäume Wasser von oben und unten sammeln, indem sie sowohl Wasser aus dem Boden als auch aus dem Blätterdach trinken.

Einige Mammutbäume leben seit den Tagen Jesu Christi. Mit der Zeit fangen ihre riesigen, komplexen Überdachungen Nadeln, Staub und Samen ein und bilden torfige Bodenmatten, die einen Meter dick und so groß wie ein Bus sind, die Pflanzen wachsen lassen, Tiere ernähren und Wasser Hunderte von Fuß über dem Boden absorbieren.

„Irgendwann baut sich dieser riesige Schwamm auf“, sagte Steve Sillett, ein Humboldt-State-Professor, der 1996 begann, die Phänomene in Mammutbäumen zu untersuchen. „Die meiste Zeit des Jahres ist es dort oben eine aquatische Umgebung“, die von Regen und Nebel gespeist wird .

Er hat Mollusken, Krebstiere und andere Tiere entdeckt, die normalerweise in Flussbetten zu finden sind – sogar den Wandersalamander, dem Lungen fehlen und der feucht bleiben muss, um Sauerstoff durch seine Haut aufzunehmen.

Wie Bäume im pazifischen Nordwesten und anderen gemäßigten Regenwäldern und Nebelwäldern sprießen die Mammutbäume Blätterdachwurzeln aus ihren Zweigen, von denen Sillett glaubt, dass sie Wasser und Nährstoffe aus den verborgenen Gärten aufnehmen.

Tatsächlich schaffen die Bäume ihre eigenen kleinen Gärten hoch oben im Blätterdach und sprießen Blätterdachwurzeln oder zufällige Wurzeln , um Wasser und Nährstoffe zu sammeln.

Ein anderer Weg oder sogar ein kombinierter Ansatz könnte der Einsatz von Luftwurzeln sein:

Luftwurzeln: Wurzeln ganz über dem Boden, wie z. B. in Efeu (Hedera) oder in epiphytischen Orchideen. Viele Luftwurzeln dienen der Wasser- und Nährstoffaufnahme direkt aus der Luft – aus Nebeln, Tau oder Feuchtigkeit in der Luft.

Dies auf Kilometer zu skalieren, mag ein bisschen langwierig sein, aber es löst das Wasserproblem.

Hatte gerade einen Gedanken an eine Möglichkeit, das Kilometerproblem möglicherweise zu umgehen ...

Was wäre, wenn Ihre Bäume teilweise versteinert wären ? Wie im inneren Kern der Bäume, die durch die Aufnahme von Mineralien aus dem Boden zu Stein wurden. Sie denken vielleicht, dass dies bedeuten würde, dass Ihre Bäume Millionen von Jahren alt sein müssten, aber das muss nicht unbedingt der Fall sein:

Die Versteinerungsrate ist nicht genau bekannt. In einigen Fällen kann es ziemlich schnell gehen. Beispielsweise sind Bergwerkshölzer teilweise versteinert, nachdem sie einige Jahre lang mineralhaltigem Wasser ausgesetzt waren. Das meiste versteinerte Holz ist vor langer Zeit entstanden. Zum Beispiel stammen Steinstämme im Petrified Forest National Park, Arizona, aus der Trias und sind mehr als 160.000.000 Jahre alt.

Auch dies dehnt sich wahrscheinlich ein wenig weit aus, aber es kann Ihren Bäumen die zusätzliche Kraft geben, die sie benötigen, um zu der Höhe zu wachsen, die Sie suchen.

Eine andere Option könnte darin bestehen, dass Ihre Bäume ein miteinander verbundenes Netzwerk bilden, wie beim Großen Banyan , wenn Zweige, Wurzeln und Stämme miteinander verbunden sind, was einige wirklich erhebliche Festigkeitsvorteile bieten kann.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

" Acharya Jagadish Chandra Bose Indian Botanic Garden - Howrah 2011-01-08 9724 " von Biswarup Ganguly - Eigenes Werk. Lizensiert unter CC BY 3.0 über Wikimedia Commons .

Ich muss auch einen großen Baum erstellen und fand Ihre Antwort faszinierend. Angenommen, ein gigantischer Baum hätte seine Basis aus Luftwurzeln wie dem Banyan, würden diese Wurzeln dann in der Lage sein, den Baum zu stützen? Es scheint mir, dass viele dünne Stützen nicht dasselbe wären wie eine dicke Stütze. Würde ich mich irren?
Versteinerung wäre wahrscheinlich keine gute Sache, ein Teil der Stärke eines Baumes liegt in der Flexibilität, ein versteinerter Kern würde zerbrechen und zu totem Gewicht werden.

The Long Cosmos von Pratchett/Baxter enthält tatsächlich Kapitel (+/- Kapitel 40), in denen der Held auf einen kilometerhohen Baum in einem „Wald“ aus solch gigantischen Bäumen klettert.

Bäume auf dieser Welt haben sich so entwickelt, dass sie Wasserstoffgas in ihr Holz / ihre Struktur einbetten, sodass ihr Holz fast schwerelos ist. Diese Bäume verwenden auch wasserstoffgefüllte Strukturen, um Wasser nach oben zu transportieren.

Unnötig zu erwähnen, dass Feuer ziemlich spektakuläre Auswirkungen auf diese Welt hat.

Wie hoch kann ein Baum werden?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 1v