木の“悲鳴”、聞き分けに成功
for National Geographic News
干ばつで傷んだ木は、固有の音を出すという。
その悲鳴を聞き取り、助けるための手掛かりが
見つかった。
フランスの研究チームによる実験で、乾燥ストレス
を受けた木の内部で発生する泡から超音波をとら
えることに成功した。
これまでは、さまざまな音に埋もれて、最も憂慮
すべきシグナルの検出が困難だった。
研究チームを率いたフランス、グルノーブル大学
の物理学者アレクサンドル・ポノマレンコ
（Alexandre Ponomarenko）氏は、「音の発生源を
区別する見通しがついた」と話す。
いずれ、枯れかけた木に急いで給水するタイミング
がわかるようになるかもしれないと、ポノマレンコ氏
は言い添えている。
同氏はメリーランド州ボルチモアで3月に開催された、
アメリカ物理学会（APS）の会合で研究成果を発表した。
◆木の音を聞く
ポノマレンコ氏のチームは、まずどのように水を
取り込んでいるかを考えてみた。
木の内部には、とても長い“ストロー”が通っている。
それは、木部の導管と呼ぶ特殊な管の束で、水分子
の引力、水と植物細胞の引力を利用し、液体を最上部
の枝葉まで届ける役目を担っている。背が高い樹木は、
導管内の液体に気圧などの圧力が強く働く。
しかし、隣同士の水分子が引き合うおかげで導管は
強度が保たれる。
グラスの底の残り少ない液体をストローで吸い上げる
場面を想像してみてほしい。
満杯時より強く吸う必要があるはずだ。
干ばつで水分が不足すると負圧が上昇、導管部が破壊
されて水に溶けていた空気が木部で発泡し（キャビテーション）
水の流れを妨げてしまう。
木はある程度までは耐えられるが、限度を超えると
命取りになりかねない。
科学者や森林の管理者は、キャビテーションの大量発生
を把握したいと考えている。
キャビテーションによって発生する音をマイクで拾う
アイデアは数十年前からあった。
ただし、内部をのぞくことができないので、音の発生源
の特定には至っていなかった。
木がきしむ音や壊れる音かもしれないし、木部細胞が
崩壊する音かもしれない。
この問題の答えを探るため、ポノマレンコ氏のチームは
1つの実験を行った。
まず、薄くスライスした松の木を液体で満たされたジェル
カプセルに入れ、生木の内部と同じ条件を作る。
次に、カプセル内の水を蒸発させ干ばつを再現。
松の木がキャビテーションを始めると、泡が形成される
様子を撮影し、同時にマイクで録音した。
マイクが拾った超音波の約半分がキャビテーション
関連で、残りは泡が近くの細胞に侵入する音などだった。
最大の成果は、現象ごとの音のパターンを把握できた
ことだという。
ポノマレンコ氏らはこれらのパターンを実際の生木の
音と比較すれば、発生源の現象を特定できると考えて
いる。
◆渇いた木を救え
ポノマレンコ氏によれば、今回の研究成果は、乾燥
ストレスをマイクで診断できる携帯端末につながる可能性
があるという。
干ばつの頻発・深刻化が予測される将来、そうした端末
の重要性が増すかもしれない。
さまざまな地球温暖化のモデルが、その予測を裏付けて
いる。
事実、2012年秋に「Nature」誌で発表されたある研究に
よれば、南アメリカの熱帯雨林からアメリカ西部の乾いた
森林地帯まで、あらゆる場所の樹木が既に“危機に瀕して
いる”という。
つまり、キャビテーションの発生率が限界に近づいている
のだ。
今後は、渇きの音をリアルタイムで観測する装置を樹木
に取り付けて、必要なタイミングで自動給水するなど、
早期対応の態勢を整える必要があるとポノマレンコ氏は
指摘している。
Photograph by Pete Ryan, National Geographic
AFP
北半球の夏、過去600年で最高の暑さ
【4月12日 AFP】10日の英科学誌ネイチャー（Nature ）
に発表された気候研究によると、北半球の夏の暑さが
過去6世紀で最高水準となっている。
米ハーバード大（Harvard University
）のチームが、
北極圏の木の年輪や氷床コア、湖沼堆積物、寒暖計
の記録などを解析した結果、北半球の高緯度における
最近の最高最低気温の高さは、規模と頻度の両方に
おいて過去600年間に例をみないという。
さらに「2005、2007、2010、2011各年の夏は、
過去1400年間のどの年よりも暑かった」という。
特にロシア西部での2010年の夏は過去600年間で
最も暑く、グリーンランド西部やカナダの北極圏に
ついても同様だっただろうとしている。
「他のものも含めたこれらの最近の極値は、安定した
気候から予想される範囲を大きく超えている」と論文
は述べている。(c)AFP