Ученые подтвердили грибное происхождение мохнатого льда

«Ледяная борода» на ветке дерева.

Фотография: Wikimedia Commons

Мультидисциплинарная группа ученых из Германии и Швейцарии раскрыла механизм формирования мохнатого льда. Исследователи подтвердили высказанную почти сто лет назад Альфредом Вегенером догадку, что ключевую роль в его формировании играют грибы. Работа опубликована в журнале Biogeosciences.

Команда исследователей включала миколога, физика и биохимика. Миколог изучала образцы мохнатого льда собранные в течение нескольких зим с 2012 по 2014 год. С помощью микроскопа она обнаружила на льдинках 11 разных видов грибов. Однако только один из них – гриб Exidiopsis effusa встречался во всех пробах «ледяной бороды».

Физик из Швейцарии предложил объяснение физического механизма формирования мохнатого льда и постановку эксперимента, позволяющий проверить роль Exidiopsis effusa в формировании «ледяной бороды». По его мнению, тонкие многочисленные нити льда возникают, когда сочетаются три условия: существует некий пористый субстрат, жидкая вода и уже замерзший обычный лед. В этом случае возникает хорошо известный, хотя и недостаточно теоретически обоснованный феномен сегрегации льда.

Ледяные нити растут на поверхности древесины только в том случае, если внутри системы каналов и пор дерева сохраняется жидкая вода. Благодаря капиллярным эффектам точка ее плавления внутри системы каналов лежит ниже 0 градусов по Цельсию. При этом чем каналы уже, тем еще ниже может опуститься этот порог. Благодаря этому точка замораживания все время остается над поверхностью древесины. Получается как бы «бутерброд», в котором по поверхности дерева размазана вода, а сверху лежит тончайшая прослойка льда.

Вода начинает «высасываться» льдом из пор к точке замораживания на поверхности, и процесс этот продолжается, пока в древесине сохраняется влага. Так как поры удалены друг от друга, то лед формируется в виде волосков.

Третий член команды ученых, биохимик, исследовал растопленные ледяные волосинки и обнаружил, что в них содержатся органические компоненты - лигнины и танины, которые являются продуктами метаболизма грибов. Дополнительные эксперименты с использованием различных климатических условий и применением фунгицидов подтвердили – «ледяная борода» образуется только при условии присутствия грибов Exidiopsis effusa и продуктов их жизнедеятельности. Они позволяют волоскам сохранять свою структуру и форму, не давая льду растаять при колебаниях температуры около 0 градусов по Цельсию на протяжении многих часов и, иногда, дней.

Мохнатый лед довольно редкое, мимолетное и очень красивое явление. Он образуется только между 45 и 55 градусами северной широты во время холодных и очень влажных ночей, когда температура воздуха колеблется около 0 градусов по Цельсию. По своему виду он похож на длинную седую и мохнатую бороду, почему его нередко называют «ледяным волосами» или «ледяной бородой». В 1918 году Альфред Вегенер, автор теории дрейфа материков, обнаружил, что в местах образования мохнатого льда всегда находят грибной мицелий. Он предположил, что существует взаимосвязь между двумя этими природными феноменами. Спустя сто лет, соотечественники гениального немца, подтвердили его догадку.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.