¿Qué tan alto puede crecer un árbol?

En mi mundo de fantasía quiero árboles fantásticamente grandes, particularmente en la categoría de altura. Los árboles más altos de la tierra crecen poco más de 100 metros de altura. ¿Por qué no pueden crecer más? ¿Qué circunstancias permitirían que un árbol creciera más alto?

Actualmente estoy cultivando mis árboles en microgravedad, en un ambiente estéril sin enfermedades que los maten y con poco o nada de viento que los derribe. ¿Qué tan altos podrían llegar a ser mis árboles? ¿Qué más debo tener en cuenta si quiero que mis árboles crezcan varios kilómetros de altura?

Puedo sentir la ley del cubo cuadrado preparándose para aplastar tus sueños bajo su propio peso...
¿Por qué la ley del cubo cuadrado estaría limitando la altura del árbol? En general, se supone que el factor limitante es la energía requerida para extraer agua del tronco, que es linealmente proporcional a la altura.
Curiosamente, "sin viento" en realidad puede no ser ventajoso para el crecimiento de los árboles: en.wikipedia.org/wiki/Biosphere_2#First_mission
Derek Muller de Veritasium entra en algunos detalles sobre cómo y por qué los árboles crecen tan altos y sus límites: aquí , aquí y aquí .
Mucho de lo que se ha dicho se basa en la gravedad para limitar el transporte de agua. Todos hemos visto árboles que se han caído cuando el suelo se llenó de agua. Muchos de estos árboles aún viven, pero ahora son horizontales en lugar de verticales. ¿No eliminaría esto por completo el problema de la gravedad que impide que el agua llegue a la parte superior del árbol?

Respuestas (3)

El movimiento del agua parece ser uno de los grandes factores limitantes en el crecimiento de los árboles. Parece en la tierra que 120-130 m es aproximadamente la altura máxima de un árbol. Cada vez es más difícil conseguir agua hasta la parte superior.

Entonces, lo más fácil de resolver sería una gravedad más pequeña. El otro sería para una acción de 'bombeo' más fuerte, tal vez un microbio simbiótico que ayuda a mover el agua hacia arriba. O tal vez el árbol tenga depósitos para recolectar agua de lluvia, aunque esos vacíos harían que el árbol fuera susceptible de romperse.

Después de eso entonces es cuestión de tener suficientes nutrientes para seguir alimentando a semejante gigante, así como una base para sostenerlo. Cuanto más grande es un árbol, mayores son las fuerzas para el viento (palanca más larga), etc.

La menor gravedad también ayudaría a reducir los problemas con la ley del cuadrado al cubo...

Ah, y no estoy seguro de qué tan bien les iría en microgravedad. Un poco de gravedad sería mejor, Marte o la Luna (WAG-IMO)

No sé suficiente física para estar seguro de eso, pero si el movimiento del agua es inducido por un gradiente de presión, entonces puede ser una buena idea reducir la presión del aire al nivel de la hoja y aumentarla al nivel del suelo. O tal vez tener aire más caliente al nivel de las hojas para que el agua se evapore más rápido.
@ skysurf3000 eso es cierto, es posible que haya entendido las cosas al revés. Tendré que investigarlo más. Sé que los límites actuales tienen que ver con llevar agua a la cima.
o una forma de recolectar agua del aire (almacenar lluvia o algo así)
Para obtener agua, ¿por qué no tener un árbol que dependa de una densa niebla para proporcionar humedad a las hojas? Esto elimina el posible problema de energía sin necesidad de almacenamiento interno de agua. Algunos árboles de la Tierra ya pueden hacer esto: newphytologist.org/news/view/12
Gracias por el papel. No había considerado que habría investigación sobre el tema. Según el artículo, las plantas parecen reducir voluntariamente el tamaño de los estomas cuando la presión negativa en el xilema se vuelve demasiado grande. Esto podría deberse a que el agua no puede recuperarse lo suficientemente rápido y las hojas se secarían si no se redujera la pérdida de agua, o podría deberse a que si la presión negativa en el xilema se vuelve demasiado grande, se cavitará y el la rama morirá. Muy interesante gracias.
Si se soluciona el problema del transporte por agua, es probable que el nuevo factor limitante sea la capacidad del árbol para soportar su propio peso. La base del árbol debe ser capaz de soportar la presión de todo el material sobre él sin colapsar. (Nuevamente, una gravedad más baja permitiría árboles más altos).
@ckersch Sin embargo, el árbol todavía tiene que llevar nutrientes a las hojas. Pero tal vez si pones nutrientes en la lluvia podría funcionar.
@skysurf3000 alternativamente, si el árbol ofrece un buen lugar de descanso para un gran número de pájaros, podría obtener nutrientes de sus excrementos.
¿Por qué no darle a sus árboles un sistema respiratorio/circulatorio más en línea con los animales? Entonces sería una cuestión de la fuerza de los árboles y la del suelo/roca en la que están sus raíces lo que determinaría qué tan grandes podrían llegar a ser los árboles.
Como alguien dijo en los comentarios originales, ¿por qué habría un problema con la ley del cuadrado/cubo? No hay juntas ni nada.
Los problemas de escala de @Asoub Square/cube se aplican a la estructura rígida de un objeto. Esta es la razón por la que puede construir un modelo a escala con materiales que colapsarían a tamaño completo. También es por eso que los planetas son redondos.

Creo que se podría aprender mucho de la forma en que los árboles muy altos hacen que funcione aquí en la tierra.

Los científicos están haciendo algunos descubrimientos bastante interesantes sobre cómo las secoyas están alcanzando sus impresionantes alturas. Parece que las secuoyas están recolectando agua de la parte superior e inferior bebiendo agua del suelo y del dosel.

Algunas secoyas han vivido desde los días de Jesucristo. Con el tiempo, sus inmensas y complejas copas atrapan agujas, polvo y semillas, creando mantos de turba de un metro de espesor y tan grandes como un autobús que cultivan plantas, alimentan a los animales y absorben agua a cientos de pies sobre el suelo.

"Eventualmente, obtienes esta enorme esponja que se acumula", dijo Steve Sillett, profesor de Humboldt State que comenzó a estudiar el fenómeno en las secuoyas en 1996. "Durante la mayor parte del año, hay un ambiente acuático allá arriba" alimentado por la lluvia y la niebla. .

Ha descubierto moluscos, crustáceos y otros animales que normalmente se encuentran en los lechos de los arroyos, incluso la salamandra errante, que carece de pulmones y debe permanecer húmeda para absorber oxígeno a través de su piel.

Al igual que los árboles en el noroeste del Pacífico y otras selvas tropicales templadas y bosques nubosos, las secuoyas brotan raíces en el dosel de sus ramas que, según Sillett, toman agua y nutrientes de los jardines ocultos.

Efectivamente, los árboles crean sus propios pequeños jardines en lo alto del dosel y hacen brotar raíces del dosel o raíces adventicias para recolectar agua y nutrientes.

Otro camino o incluso un enfoque combinado podría ser el uso de raíces aéreas:

Raíces aéreas: raíces totalmente por encima del suelo, como en la hiedra (Hedera) o en las orquídeas epífitas. Muchas raíces aéreas se utilizan para recibir agua y nutrientes directamente del aire, de la niebla, el rocío o la humedad del aire.

Escalar esto a kilómetros puede ser un poco exagerado, pero resuelve el problema del agua.

Acabo de pensar en una forma de solucionar potencialmente el problema del kilómetro...

¿Qué pasaría si tus árboles estuvieran parcialmente petrificados ? Como en el núcleo interior de los árboles convertidos en piedra al absorber minerales del suelo. Puede pensar que esto significaría que sus árboles tendrían que tener millones de años, pero ese no es necesariamente el caso:

La tasa de petrificación no se conoce con exactitud. En algunos casos puede ser bastante rápido. Por ejemplo, las maderas de las minas se han petrificado parcialmente después de algunos años de exposición al agua cargada de minerales. La mayor parte de la madera petrificada se formó hace mucho tiempo. Por ejemplo, los troncos de piedra en el Parque Nacional del Bosque Petrificado, Arizona, son del Período Triásico y tienen más de 160.000.000 de años.

Nuevamente, esto probablemente se esté extendiendo un poco, pero puede darles a sus árboles la fuerza adicional que necesitan para crecer a las alturas que está buscando.

Otra opción puede ser hacer que sus árboles formen una red interconectada, como The Great Banyan , que tiene ramas, raíces y troncos interconectados que pueden ofrecer algunas ventajas de fuerza realmente significativas.

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" Acharya Jagadish Chandra Bose Indian Botanic Garden - Howrah 2011-01-08 9724 " por Biswarup Ganguly - Trabajo propio. Con licencia CC BY 3.0 a través de Wikimedia Commons .

También tengo la necesidad de crear un árbol grande y encontré su respuesta intrigante. Suponiendo que un árbol gigantesco tuviera su base hecha de raíces aéreas como el Banyan, ¿podrían esas raíces sostener el árbol? Me parece que no sería lo mismo un montón de soportes finos que un soporte grueso. ¿Estaría equivocado?
Es poco probable que la petrificación sea algo bueno, parte de la fuerza de un árbol está en la flexibilidad, un núcleo petrificado se rompería y se convertiría en un peso muerto.

The Long Cosmos de Pratchett/Baxter en realidad contiene capítulos (+/- ch 40) donde el héroe sube a un árbol de millas de altura en un "bosque" de tales árboles gigantescos.

Los árboles en ese mundo evolucionaron para incrustar gas hidrógeno en su madera/estructura, por lo que su madera es casi ingrávida. Estos árboles también usan estructuras llenas de gas hidrógeno para transportar agua hacia arriba.

No hace falta decir que el fuego tiene consecuencias bastante espectaculares en este mundo.

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