Ledové vlasy na dřevě

Ledové vlasy na dřevě, aneb trnitá cesta k objasnění záhadného biofyzikálního jevu. V zimním období si můžete v lese všimnout shluků dlouhých jemných vláken připomínající vlasy, které vyrůstají kolem tlejících větviček. Při dotyku se ale okamžitě rozpouštějí, jelikož jsou tvořeny ledem. S tímto jevem se však můžeme setkat pouze při určitých podmínkách – teplotách těsně pod nulou, vysoké vlhkosti vzduchu a pouze na větvičkách listnáčů.

Poprvé tento jev zmiňuje roku 1833 jistý J. F. W. Herschel, který ovšem uvádí výskyt na kořenech a lodyhách bodláků a také na pahýlech slunečnic. Podrobněji jej popsal roku 1918 geofyzik a meteorolog Alfred Wegener, který se proslavil teorií kontinentálního driftu. Wegener se domníval, že neobvyklou strukturu ledu má na svědomí houba, rozkládající mrtvé dřevo. Pozoroval také, že tekutina z roztátých ledových vlasů je světle hnědá a má slabou vůni. O rok později se Dr. W. Emeis domníval, že jde o čistě fyzikální jev bez přispění houby, který se dá vysvětlit vytlačováním vody z vlhkého dřeva skrze jeho póry. Mnohem později se jím zabýval také profesor chirurgie z Bernu Karl Lenggenhager, jehož koníčkem byla meteorologie. Ten v roce 1986 provedl experiment – přinesl si z lesa odkorněné větvičky různých listnáčů, které ponořil do vody a poté vystavil nízkým teplotám. Získal pouze tenkou ledovou krustu, ale ledové vlasy se neobjevily. Teprve když si přinesl z lesa bukové větvičky, na nichž se již ledové vlasy vyskytovaly, podařilo se mu je na nich opakovaně “vypěstovat” na zahradě. Zhruba v polovině března však tvorba ledových vlasů ustala, i přes zdánlivě vhodné podmínky. Lenggenhager ve své práci neuvádí přesné vysvětlení jevu, domnívá se, že příčinou je kontrakce dřeva chladem a vytlačování tekutiny póry ve dřevě.

Podobné pokusy prováděl v roce 2001 i mikrobiolog Gerhardt Wagner, který jev vysvětluje tak, že tlející dřevo má o něco vyšší teplotu než okolí, houba se pak zbavuje odpadních produktů svého metabolismu, tj. oxidu uhličitého a vody, přičemž voda při styku s chladnějším okolím mrzne. V tom případě voda ledových vlasů pochází ze dřeva a nikoliv ze vzduchu, rostou tedy odspodu a jejich pokroucení je způsobeno prouděním okolního vzduchu. Později se k Wagnerovi připojil tým vědců vedený Christianem Mätzlerem z Institutu aplikované fyziky na univerzitě v Bernu. V roce 2005 došli díky měření k závěru, že ona zmrzlá voda musí pocházet převážně z vlhkosti obsažené ve dřevě. Následně se Mätzler obrátil o pomoc na chemiky. Ti došli k závěru, že ve všech zkoumaných vzorcích se nachází druh houby černorosol rozlitý (Exidiopsis effusa). Mätzler pak pozoroval mechanismus vzniku ledových vlasů a zjistil, že jsou vytvářeny jevem známým jako segregace ledu (anglicky ice segregation), při němž je podchlazená voda zachycená v pórech materiálu přitahována k již vytvořené ledové struktuře a následně zmrznutím přispívá k její tvorbě. Tvar ledových vlasů je pak utvářen miniaturními póry na povrchu dřeva, podobně jako při vytlačování hmoty tryskou 3D tiskárny. Tento proces ale probíhá pouze za přítomnosti černorosolu rozlitého, bez jeho přítomnosti vzniká jen obyčejná ledová krusta. Chemici též v ledových vlasech identifikovali lignin a tanin – metabolické produkty zmíněné houby. Tým tak došel k závěru, že právě tyto látky zabraňují rekrystalizaci vzniklých ledových vlasů a udržují je tak v jejich plné kráse.

Zdroj obrázku Wikimedia Commons

Napsat komentář