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Pourquoi un seul arbre fait-il évaporer 160 000 litres d'eau chaque année ? Quel est le secret derrière tout cela ?
Dans l’écosystème, la circulation de l’eau joue un rôle clé et les plantes sont l’un des participants importants de ce processus. Les plantes transportent l’eau de leurs racines vers leurs feuilles et la libèrent dans l’air par un processus appelé transpiration. Selon les recherches scientifiques, un grand arbre peut évaporer jusqu'à 160 000 litres d'eau par an. Ce phénomène est étonnant et a également incité les gens à réfléchir au mécanisme à l'origine de ce processus biologique.
La transpiration est le mouvement de l'eau à travers une plante et son évaporation à partir des parties en suspension dans l'air telles que les feuilles, les tiges et les fleurs. Il s’agit d’un processus passif qui ne nécessite aucune énergie de la part de la plante.
Dans la vie des plantes, l’apport et la perte d’eau affectent directement leur croissance et leur développement. L'eau n'est pas seulement une exigence fondamentale pour le métabolisme des cellules végétales, mais joue également un rôle important dans le maintien de la pression de turbidité de la cellule et le transport des nutriments. De l’eau absorbée par les racines, seulement 2 à 3 % est utilisée pour la croissance des plantes, et les 97 à 99 % restants sont évacués par transpiration. Au cours de ces processus, la vapeur d'eau évaporée est libérée par les stomates des feuilles, qui sont contrôlés par des cellules de garde et dont les états d'ouverture et de fermeture sont cruciaux pour la perte d'eau.
L'écoulement de l'eau est principalement influencé par plusieurs facteurs, notamment la conductivité de l'eau du sol et le gradient de pression dans le sol. L'adhérence et la cohésion de l'eau favorisent le mouvement ascendant de l'eau des racines vers le sommet, et lorsque l'eau à la surface des feuilles s'évapore, une force de traction se forme, poussant l'eau à travers les conduits à l'intérieur de la plante. C'est ce qu'on appelle le système interne gradient de pression. Une fois que la pression de vapeur d’eau dans l’environnement est inférieure à celle des feuilles, la vapeur d’eau s’échappe dans l’air, provoquant l’évaporation de l’eau dans les feuilles et augmentant la tension intercellulaire.
Les plantes contrôlent le taux de transpiration en régulant la taille d’ouverture et de fermeture de leurs stomates. Le taux de transpiration est également affecté par l’environnement environnant, comme la conductivité thermique de la couche limite, l’humidité, la température, la vitesse du vent et la lumière.
À mesure que la saison de croissance change, les feuilles des plantes évaporent plusieurs fois leur poids en eau chaque jour. Par exemple, un acre de maïs peut libérer environ 3 000 à 4 000 gallons d’eau par jour, tandis qu’un grand chêne peut libérer jusqu’à 40 000 gallons d’eau par an. Ces données nous font réaliser que les plantes jouent un rôle indispensable dans la régulation de leur environnement et leur propre survie.
Cependant, les plantes ne dépendent pas uniquement de la transpiration pour transporter l’eau. Ils ont également besoin d’absorber continuellement de l’eau par leurs racines pour assurer un équilibre avec la transpiration. Lorsqu'une plante ne parvient plus à absorber suffisamment d'eau par ses racines, un phénomène appelé cavitation se produit. Lorsque le xylème (conduit) ne peut pas permettre à l'eau de s'écouler, une condensation de vapeur d'eau peut se produire, formant un blocage qui peut menacer la survie de la plante.
Si la plante ne parvient pas à éliminer ce blocage à temps, elle finira par se faner de manière permanente. Les plantes doivent donc disposer d’un moyen d’éliminer les blocages d’air ou de créer de nouvelles connexions de conduits pour maintenir le débit d’eau.
Grâce à la science moderne, les chercheurs ont commencé à utiliser la technologie d'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour observer l'état interne des xylèmes des plantes, ce qui leur permet non seulement de voir visuellement le flux d'eau dans la plante, mais également d'observer le flux de eau dans le xylème. divers états.
L’impact de la transpiration sur les plantes ne se reflète pas seulement dans le transport de l’eau, mais joue également un rôle essentiel dans son processus de refroidissement. En raison des propriétés de chaleur latente de l’eau, l’évaporation évacue une grande quantité d’énergie thermique, maintenant ainsi une température stable à l’intérieur de la plante.
Les fortes connexions écologiques des plantes affectent également le cycle de l’eau de l’environnement environnant, et ce processus contribue à réparer l’écologie environnementale. Alors, quand nous voyons de grands arbres évaporer de si grandes quantités d’eau chaque année, devrions-nous penser davantage à l’importance des plantes dans nos vies ?
