１０ｍ以上の木が水を吸い上げられるのは？

質問

なぜ、１０ｍ以上の大木が木の先まで水を吸い上げることができるのですか。
大気圧の関係で真空の管でも、１０ｍまでしか水は上がっていかないのでは･･･。

蒸散作用もしくは道管に何か秘密があるのですか。

回答No.7

yoh

No.5の回答を以下のように訂正します。
誤＞大気圧（1atm＝約1013Pa）
正＞大気圧（1atm＝約1013hPa）
大変失礼しました。_(._.)_

回答No.6

kamuy

>この内容を「サルでもわかる･･･」風に…
おサルな私でも分かるように
(というより、私の知識で理解したことを)
まとめると、

管の口径が細いほど、水柱は切れにくい。
管の材質、つまり、内面の組成や面荒さなどにより、水柱の延びに違いがある。
管の内部を通る液体の種類により、水柱を保持する効果に違いがある。
管の上部の圧力を測ることが出来なかったため、
実際に発生している圧力(差圧?)を知ることが出来なかった。

つまり、巨木内部(或いは植物全体?)の水の通り道(道管)は、
口径や材質・面荒さなどが最適化されている。
更に、内部を通過する水には水柱を切れにくくする成分が含まれる。
ここまで工夫した上で、蒸散による負圧で水の引き上げを助ける。
だから、30mを超える高さまで、水を引き上げることが可能。

で、いいのか???
…なんだか肝心な部分が抜けているような…
やっぱり、まだ謎が多いということか?(笑)

回答No.5

yoh

補足に書いてあったことですが、まちがってないんじゃないでしょうか？
私も聞いたことがあります。
ただ私の聞いた説明では、大気圧（1atm＝約1013Pa）＝760mmHgだから
ＸmmHgはHg（水銀）柱をＸmmの所まで押し上げる圧力だから
760mmHgは10744mm水柱を押し上げる圧力に匹敵するので（Hgの比重は13.6）
約10.7ｍ上がるというものでした。

だから結局どこかで加圧が必要なわけですね。
でも生物には疎いので分かりません。すいませんm(_ _)m

回答No.4

kamuy

自然科学などを扱ったTV番組で見た情報です。

まず、「yuji69」様の仰るとおり、単純な毛細管現象だけでは、
雰囲気の気圧分しか上がっていきません。
つまり、標準的な大気圧(1kg/cm2)中では10mが限界。(だったハズ)
コレに葉っぱなどからの蒸散で減圧される分だけ、もう少し限界が延びます。
ところが、この減圧分の力を借りたとしても、
20mとかまでは計算上上がらないハズ(らしい)です。
つまり、30m級の樹木は存在し得ないということですよね。

いつくらいの放送であったかをすっかり忘れてしまったのですが、
その放送のあった(実際は編集をしていた)時点では、未だ謎であるとか。
…答えになってないですねぇ…

回答No.3

nadachi

専門家ではないので記憶を確認するために検索を行ったところ、以下のページを見つけました。（参考資料のURL参照）
自分も以前同じ疑問を持ち、文献を調べたのですが、単なる毛細管現象や蒸散現象だけでは説明が付かない部分が多かったのです。
木の上部の減圧システムだけでは説明が付かず、何らかの加圧システムが根の近くに無ければ理解しがたいと思います。
以前同じ疑問を持った者として情報提供させていただきました。

参考URL：

http://tmfluid.eng.niigata-u.ac.jp/fluidlab/microtub/microtub.htm

補足

こんなに早く何人もの方からご回答いただきありがとうございます。
その中でも｢nadachi｣様の参考資料は、私の求めているものに近いものでした。
しかし、難しすぎて理解できません。誰か、この内容を「サルでもわかる･･･」風に解説していただけないでしょうか。

回答No.2

sophia

10mをこえるところへは、毛細管現象を利用して吸い上げているのではないかと
推測します。毛細管現象は、水がものをぬらそうとする力で細い管などの中を上が
っていく現象のことです。試験管やストロー等の液面は端が少し上がっていますが、
これがもっと細い管になるとさらに高く上がっていきます。木の道管などはとても
細いので、たぶんそうではないかと思うのですが。
　筒状のもの以外でも、狭い隙間があれば発生するので、透明な下敷きを２枚重ねて
片方を少し開いて洗面器などに端をつけると、隙間の狭い方は水がよりたくさん上
がる様子が観察できます。
　ちなみに、水銀はものをぬらさないようで、液面の端は逆に落ち込みます。どう
でもいいことですけど。

参考URL：

たまに開かなくなる知恵ＢＯＸより

補足

毛細管現象では、大気圧とは関係なく１０ｍ以上上がっていくのですか。
私の記憶では、大気圧＝約１kg/ｃ㎡のため、水は１０ｍ＝１kg/ｃ㎡までしか上がらないのではと考えていました。
この記憶が間違っているのだと思いますので、これに対する回答をお願いします。

回答No.1

shigatsu

蒸散作用によって上層部が負圧になるからストローみたいに吸いあがるんじゃない
でしょうか？
確かそんなのを「所さんの目がテン」で見たことがあります。
(参考資料のＵＲＬでは載ってませんでしたけど)

参考URL：

http://www.ntv.co.jp/megaten/