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Wie kommt das Wasser den Stamm von Bäumen hoch

Bäume saugen Wasser aus der Erde auf und transportieren es bis in die höchsten Blätter. Nun ist es gelungen ein Modell zu bauen mit dem Thesen bestätigt werden, die dieses Phänomen erklären.

Bäume transportieren jeden Tag bis zu mehrere hundert Liter Wasser von den Wurzeln bis zu den Blättern. In den Blättern wird das Wasser für die Photosynthese benötigt und für die Aufrechterhaltung der Blattstruktur. Schon seit einger Zeit gibt es Theorien dazu, wie es dem Baum gelingt den Wassertransport zu bewerkstelligen. Tobias Wheeler und Abraham Stroock von der Cornell University in Ithaca ist es nun gelungen eine Art künstlichen Baum herzustellen, in dem die Effekte reproduziert und beobachtet werden können.

Im wesentlichen gibt es zwei Ursachen für den Wasertransport. Wesentlich ist der Kapillareffekt. Er tritt auf, wenn dünne Röhrchen (Kapillaren) in Kontakt mit Flüssigkeiten kommen. Kommt Wasser in Kontakt mir einer Kapillare aus Glas, so steigt das Wasser in ihr auf. Ähnlich ist es auch bei Bäumen, die sehr feine Kanäle in sich haben, in denen das Wasser aufsteigt. Der Grund hierfür ist, dass die Kräfte der Wassermoleküle aufeinander ausgeglichen sind, an den Rändern zu anderen Materialien aber nicht. Wenn das Glas eine Kraft auf das Wasser ausübt, die stärker ist als die Kräfte die das Wasser zusammenhalten, dann steigt das Wasser am Rand ein wenig auf. Dieser Effekt ist umso stärker, je dünner die Kapillare ist.

Dieser Effekt kann zwar bei sehr dünnen Kapillaren schon groß sein, doch reicht er bei Bäumen nicht aus. Der Sog auf das Wasser steigt noch aus einem anderen Grund an. In den Blättern verdunstet das Wasser aus den  fünf bis zehn Nanometer kleinen Blattporen. Durch diese Verdunstung wird noch ein zusätzlicher Sog entfaltet, der das Wasser bis in die Blätter transportiert. Der Nachbau dieses Effektes war nicht leicht, aber ist gelungen und somit kann die Theorie als bestätigt gelten.

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