Вчені підтвердили грибне походження волохатого льоду

Мультидисциплінарна група вчених з Німеччини та Швейцарії розкрила механізм формування волохатого льоду. Дослідники підтвердили висловлену майже сто років тому Альфредом Вегенером здогадку, що ключову роль у його формуванні відіграють гриби. Роботу опубліковано в журналі.

Команда дослідників включала міколога, фізика і біохіміка. Миколог вивчала зразки волохатого льоду зібрані протягом декількох зим з 2012 по 2014 рік. За допомогою мікроскопа вона виявила на крижинах 11 різних видів грибів. Однак тільки один з них - гриб зустрічався у всіх пробах «крижаної бороди».

Фізик зі Швейцарії запропонував пояснення фізичного механізму формування волохатого льоду і постановку експерименту, що дозволяє перевірити роль у формуванні «крижаної бороди». На його думку, тонкі численні нитки льоду виникають, коли поєднуються три умови: існує якийсь пористий субстрат, рідка вода і вже замерзлий звичайний лід. У цьому випадку виникає добре відомий, хоча і недостатньо теоретично обґрунтований феномен сегрегації льоду.

Крижані нитки ростуть на поверхні деревини тільки в тому випадку, якщо всередині системи каналів і пор дерева зберігається рідка вода. Завдяки капілярним ефектам точка її плавлення всередині системи каналів лежить нижче 0 градусів за Цельсієм. При цьому чим канали вже, тим ще нижче може опуститися цей поріг. Завдяки цьому точка заморожування весь час залишається над поверхнею деревини. Виходить як би «бутерброд», в якому по поверхні дерева розмазана вода, а зверху лежить найтонший прошарок льоду.

Вода починає «висмоктуватися» льодом з пір до точки заморожування на поверхні, і процес цей триває, поки в деревині зберігається волога. Так як пори видалені один від одного, то лід формується у вигляді волосин.

Третій член команди вчених, біохімік, досліджував розтоплені крижані волосинки і виявив, що в них містяться органічні компоненти - лігнини і танини, які є продуктами метаболізму грибів. Додаткові експерименти з використанням різних кліматичних умов і застосуванням фунгіцидів підтвердили - «крижана борода» утворюється тільки за умови присутності грибів і продуктів їх життєдіяльності. Вони дозволяють волоскам зберігати свою структуру і форму, не даючи льоду розтанути при коливаннях температури близько 0 градусів за Цельсієм протягом багатьох годин і, іноді, днів.

Волохатий лід досить рідкісне, швидкоплинне і дуже красиве явище. Він утворюється тільки між 45 і 55 градусами північної широти під час холодних і дуже вологих ночей, коли температура повітря коливається близько 0 градусів за Цельсієм. За своїм виглядом він схожий на довгу сиву і волохату бороду, чому його нерідко називають «крижаним волоссям» або «крижаною бородою». У 1918 році Альфред Вегенер, автор теорії дрейфу материків, виявив, що в місцях утворення волохатого льоду завжди знаходять грибної міцелій. Він припустив, що існує взаємозв'язок між двома цими природними феноменами. Через сто років співвітчизники геніального німця підтвердили його здогадку.