автори: (1) Le Mouel Jean-Louis, UMR7154, Парижки университет, Париж, Франция; (2) Gibert Dominique, UMR5276, Лионска геологична лаборатория Земя, планети и околна среда (LGL-TPE), Лион, Франция; (3) Boule Jean-Baptiste, UMR7196, Национален природонаучен музей, Париж, Франция; (4) Zuddas Pierpaolo, UMR7619, Университет Сорбона, Париж, Франция; (5) de Bremond d'Ars Jean, UMR6118, Университет на Рен, G´ eosciences Rennes, Рен, Франция; (6) Courtillot Vincent, UMR7154, Парижки университет, Париж, Франция; (7) Lopes Fernando, UMR7154, Парижки университет, Париж, Франция; (8) Geze Marc, UMR7245, Museum National d’Histoire Naturelle, Париж, Франция; (9) Maineult Alexis, UMR7619, Университет Сорбона, Париж, Франция. Таблица с връзки Резюме и 1 въведение 2 Обратно към Gibert et al. (2006) експериментират и представят новата настройка 2.1 Припомняне на Gibert et al. (2006) експеримент 2.2 Новата настройка 3 Методът за сингулярен спектрален анализ 4 Анализ и моделиране на данни 5 Дискусия и литература Резюме В тази статия ние преразглеждаме стари електрически измервания, проведени върху топола през 2003 г. (Gibert et al. 2006), които показват наличието на денонощен електрически сигнал, приписван на електрокинетичен феномен, свързан с потока на сока, дори през зимата. Ние анализираме повторно тези данни, като използваме метода за единичен спектрален анализ и демонстрираме, че електрическият сигнал, измерен на различни места (корени, ствол и клони) на тополовото дърво, може да бъде разложен до над 80% в сбор от 7 псевдопериода, всички свързани към лунно-слънчеви приливи и отливи. Точността на извлечените периоди надвишава тази на моделите. За да потвърдим тези стари измервания, ние възпроизведохме протокола от 2003 г. от 2018 г. в Jardin des Plantes в Париж върху 3 дъба и 3 габъра. Електрическите сигнали днес показват същите характеристики като тези от 2003 г. Силите на приливите и отливите може да са движеща сила на потока от сокове в дърветата. 1 Въведение Дърветата, като по-голямата част от растенията на повърхността на нашата планета, могат да бъдат широко схематизирани като имащи коренова система, свързана с клони чрез ствол. Канали, като флоема или ксилема, произхождащи от ризодермата и стигащи до листата, играят решаваща роля за улесняване на правилното напояване и доставяне на хранителни вещества за растежа на растението. Течността, варираща по сложност в зависимост от местоположението си в растението, функционира като негова кръвоносна система и обикновено се нарича сок. Значителен и продължаващ дебат се върти около въпроса как този сок се движи в растението. В литературата обикновено се обсъждат три основни хипотези, за да се обясни това движение. Първата включва капилярност (напр. [1–5]), втората се върти около осмотичното налягане (напр. [6–10]), а третата, често обсъждана хипотеза е тази за евапотранспирация (напр. [11–14]) . Тази идея произхожда от климатолога Торнуейт [15], който се опитва да идентифицира различни геофизични явления, допринасящи за преноса на течна вода от повърхността на Земята към атмосферата, като в крайна сметка класифицира различните климати. Евапотранспирацията на растенията е призната за едно от тези явления, заедно със сублимацията на сняг и изпарението на свободната вода. В тяхното изследване на електрически сигнали, измерени върху стояща топола в продължение на една година, Gibert et al. [16] демонстрира две важни открития. Първо, записаните електрокинетични сигнали са свързани с потока сок в дървото (оценен от сонди Ganier), и второ, дневни колебания, макар и скромни, продължават дори през зимния сезон. В продължение на няколко десетилетия в геофизиката е установено и наблюдавано, че промените в скоростта в установен поток или добавянето на солен фронт водят до измерими вариации в електрическия потенциал. Това електрокинетично явление обикновено се нарича спонтанен потенциал (SP, напр. [17–19]). В естествената среда денонощните колебания не се дължат единствено на термичните колебания, произтичащи от смяната на деня и нощта. Вместо това, те обикновено са свързани със земните гравитационни приливи и отливи, причинени от комбинираните влияния на небесни тела като Луната и Слънцето (вж. [20]). Нашата планета преживява смущения по време на своята революция и ротация, като Луната и Слънцето играят централна роля. Тези небесни взаимодействия водят до явления като прецесията на равноденствията, която се случва за период от приблизително 26 000 години (за повече подробности вижте напр. [21, 22]). В по-широк контекст подвижните маси на земната повърхност осцилират под въздействието на тези лунно-слънчеви сили, като крайбрежните приливи и отливи са основно проявление. Тези сили също въздействат и осцилират вертикално водата, затворена в дълбоки водоносни хоризонти (напр. [23–27]), потенциално влияещи на процеси като взаимодействията вода-скала (напр. [28,29]). Следователно, тези взаимодействия могат да играят роля в осигуряването на хранителни вещества за растенията (напр. [30]). Ние демонстрирахме, за дълги периоди, надхвърлящи 200 години, как глобалната поредица от активност на вулканични изригвания (вж. [31]), еволюцията на средното морско ниво (вж. [32]) и динамиката на популацията на дърветата в рамките на тибетска хвойна гора (вж. [33]), може да се разложи на поредица от циклични модели, всички свързани с гравитационните сили, този път произхождащи от планетите на Йовиан. Първите две явления са свързани с вертикални движения на течности. Както беше обяснено по-горе, приливните явления показват многомащабна природа във времето, обхващаща от няколко часа до хиляди години, и са белязани от обширни пространствени измерения. В това представено проучване, използвайки както исторически наблюдения, така и съвременни данни, нашата цел е да разширим заключенията, направени от Gibert et al. ([16]) и дават допълнителна яснота относно задвижващите механизми, отразени в електрическите сигнали на дърветата. Повторихме експеримента за електрически мониторинг на топола, проведен от Gibert et al., този път върху габър, дъб, секвоя, орех и кипарис. От 2019 г. създадохме обсерватория за дървета в Museum National d'Histoire Naturelle (Париж, Франция), където измерваме електрически потенциали, температурни вариации и сеизмичност на дърветата. В раздел 2 ще си припомним протокола, използван от Gibert et al. ([16]), както и този, който реализирахме през последните 5 години. В раздел 3 ще представим метода за времеви анализ, който използвахме за нашите електрически данни. В раздел 4 ще представим няколко наблюдения заедно с резултатите от нашия анализ, черпейки както от историческите данни от Gibert et al. ([16]) и новите наблюдения. Ще завършим в раздел 5 със задълбочено обсъждане на тази работа. 2 Обратно към Gibert et al. (2006) експериментират и представят новата настройка 2.1 Припомняне на Gibert et al. (2006) експеримент Тук накратко си припомняме и представяме на фигура 1 протокола за придобиване, който беше използван през 2002-2003 г. за експеримента с тополово дърво Remungol. По този повод 32 електрода от неръждаема стомана бяха поставени в дървото и 2 неполяризиращи се електрода ([34]) бяха заровени в почвата., (i) 2 неполяризиращи се електрода на Petiau ([34]) в земята (номера 101 и 102). (ii) 5 електрода от неръждаема стомана върху видимите корени на тополата (номера 01 до 04), (iii) 2 комплекта електродни корони от неръждаема стомана, едната разположена на височина 1 метър от земята и заобикаляща ствола (номера от 1 до 8), а другата - на 3,4 метра от земята (номера от 11 до 18), (iv) 2 комплекта от неръждаема стомана с по 5 електрода всеки от обърнатата на север страна на багажника, единият между 0,9 и 3,4 метра (номер 30 до 34), другият от 5,5 метра до 10,5 метра (номер 21 до 26) Използваният измервателен уред е цифров мултицет Keithley 2701 с входно съпротивление по-голямо от 100 MΩ, оборудван с релейна матрица с 40 измервателни канала, контролирани от софтуер за придобиване. Измерванията на електрическия потенциал се правят на всички електроди на интервал на вземане на проби от 1 минута. Използвана е времева база UT, синхронизирана в реално време с атомния часовник във Франкфурт. И компютърът, и мултицетът се захранват от резервен генератор, смекчаващ прекъсванията, дължащи се на кратки прекъсвания на електрозахранването. На Фигура 2 представяме пример за двете записани данни от корените, ствола и клоните през периода от 1 октомври 2002 г. до края на юни 2003 г. На оста x, която представлява времето, всяка отметка съответства на първите 4 дни от всеки месец. Впоследствие ще представим и анализираме този времеви диапазон, който е най-дълъг с минимални пропуски, обхващащ преходите през всеки от сезоните. Както е показано на тази фигура, електрическите потенциали, както в корените, ствола, така и в клоните, могат да варират с няколкостотин миливолта за изобразените 320 дни. Една дейност (ранна) изглежда започва през януари 2023 г., достигайки своя връх през лятото на същата година. Ясно е, че сигналите не са стационарни, нито в строгия, нито в по-широкия смисъл. Понякога се наблюдават пикове на поляризация и има празнина в данните. Тези симптоми ни накараха да изберем единичен спектрален анализ като метод за анализ и екстракция, който ще обсъдим по-късно (раздел 3). Оттук нататък, когато се позовава на данните от Gibert et al. ([16]), ще използваме акронима (Remungol Poplar). RP 2.2 Новата настройка За да се разбере по-добре физиката и физиологията на дърветата, които бяха частично обсъдени в Gibert et al. ([16]), избрахме да преразгледаме експеримента RP и да го разширим, като създадем геофизична обсерватория за живи дървета в Националния музей на естествената история ( Париж, Франция). MNHNo, В MNHNo в момента сме инструментирали 1 секвоя, 1 орех, 1 кипарис, 3 дъба и 2 габъра: 2 иглолистни и 6 широколистни дървета. Потенциалите се измерват с помощта на електроди от неръждаема стомана на двата генератора от северната страна на стволовете и на короните на различни височини (от 1 до 9 метра), както и на клоните на дърветата. За референтните електроди ние постоянно използваме неполяризуеми електроди тип Petiau, заровени на дълбочина от приблизително 1 метър. Дърветата са разделени на 2 групи, като всяка група споделя един и същ неполяризуем електрод като еталон. Добавихме топлинни измервания (сонди Pt-100 и Pt-1000), които записват температурата както вътре, така и извън дърветата, при различни височини, както и в почвата покрай референтните електроди. Ние също така наблюдаваме сеизмичната активност, както и промените в наклона на дърветата (ствол и клони) във времето. Всички измервания са получени и взети проби на интервали от една секунда от 2019 г. насам с помощта на модулни системи за придобиване на Gantner[1]. Тези събирания на данни сега имат значително по-добра производителност от Keitley 2701, използван през 2003 г.: висок импеданс (> 100 MΩ) и динамичен диапазон от 24 бита, способни да семплират до 20 kHz на канал. На фигура 3 представяме колаж от снимки, показващи нашите инсталации. Фигура 3а показва инсталирането на последния електрод на 5 метра над земята от северната страна на ствола на секвоята. Белите кутии на багажника съдържат системата за събиране на Gantner, както се вижда на фигура 3c. На Фигура 3b е показано инсталирането на първия инклинометър на клон на 3,5 метра над земята. На фигура 3c системата за събиране на Gantner (синя кутия горе вдясно) е придружена от 3 електрически модула за събиране (в долната част). Фигура 3d показва нощна снимка на кутиите за придобиване на 3-те дъба и 2-те габъра. На фигура 3e има пример за комбинирано електрическо/топлинно измерване в секвоя на същото място. И накрая, Фигура 3f показва короната на ореховото дърво, заснета между две изследователски сгради. В това проучване ще бъдат разгледани само електрическите измервания. На фигура 4 са представени примери за необработени електрически измервания, записани между 11 април 2023 г. и 11 май 2023 г. Данните са получени от 2-та габъра в горната част, 3-те дъба в центъра и сравнение между дъб и габър в долната част. Всичките 5 дървета споделят един и същ референтен неполяризуем електрод (Petiau), а разстоянието между най-отдалечените индивиди е приблизително 10 метра. Както се наблюдава, порядъкът на големината на потенциалите съответства на тези, записани в RP през 2003 г. Освен това, въпреки че денонощните колебания присъстват при всички индивиди, в рамките на един и същи вид, вариациите в електрическите амплитуди могат да варират от 1 до 4 от един индивид до друг (вижте фигура 4 в центъра). Ще разгледаме тези данни по-подробно по-късно. [1] https://www.gantner-instruments.com/ 3 Методът за сингулярен спектрален анализ Данните, за които предоставихме някои примери (вижте Фигури 2 и 2), съответстват на клас сигнали, които са нестационарни в строгия смисъл на думата и непрекъснати на части. Не сме в оптимални условия за техния анализ в смисъла на Фурие (виж [35,36]). Ето защо избрахме Сингулярния спектрален анализ (SSA), който исторически е разработен в областта на палеоклиматологията, за да анализира този тип сигнали (виж [37,38]). Ще представим кратък преглед на този метод, а всички подробности за изчислението могат да бъдат намерени в референтната работа на Golyandina et al. ([39]). SSA може да се обобщи в четири стъпки. Нека разгледаме дискретна времева серия (XN) с дължина N (N > 2): За допълнителни подробности относно свойствата на квадратни матрици с постоянни стойности по възходящи диагонали, като матрици на Hankel или Toeplitz, каним читателя да проучи работата на Lemmerling и Van Huffel ([40]). Декомпозиция на сингулярна стойност ( срв. [41]) на ненулева матрица на траекторията Стъпка 2: Декомпозиция в сингулярни стойности SVD, където d е рангът на X (d = ранг X = max{i|λi > 0}). SVD позволява да се напише X като сума от d унитарни матрици, дефинирани по еднозначен начин. получаваме за матрицата на транспонираната траектория: което съответства на представяне на K изостаналите вектори в ортогоналния базис (V1, . . . , Vd). Вижда се защо SVD е много добър избор за анализ на матрицата за вграждане, тъй като предоставя две различни геометрични описания. Тази стъпка се нарича прегрупиране на собствените триплети (λ, U и V). В граничния случай m = d (12) става точно (6) и отново намираме единичните матрици. След това, как може да се свържат двойки собствени тройки? Това означава отделяне на адитивните компоненти на времевата серия. Първо трябва да се разгледа концепцията за разделимост. По този начин човек реконструира времевите редове с дължина N от матриците от стъпка 3. Ако се приложи диагоналната средна стойност към единични матрици, тогава получените редове се наричат елементарни редове. Имайте предвид, че човек може естествено да разшири SSA на реални сигнали до сложни сигнали. Трябва само да се заменят всички транспонирани знаци със сложни конюгати. Както бе споменато по-горе, стъпка 3 е най-трудната част. Избрахме един подход сред много други: итеративен . Тъй като връзката (6) е линейна, можем да повторим разлагането. Започваме с малка стойност на L (търсим най-дългия период), която увеличаваме, докато получим квази-Ханкелова матрица (стъпка 3 и 3). След това извличаме съответния най-нискочестотен компонент, който е изваден от оригиналния сигнал. Увеличаваме отново стойността на L, за да намерим следващия компонент (най-кратък период). Алгоритъмът спира, когато не може да бъде открит или извлечен псевдоцикъл. По този начин ние сканираме серията от ниски към високи честоти. SSA 4 Анализ и моделиране на данни В първата стъпка ние разлагаме данните за 2003 използвайки за всеки от 32-та електрода (вижте Фигура 2). Ние наблюдаваме, че в допълнение към дневните и полудневните колебания ([16]), повече от 70% от променливостта на данните се носи от пет основни земни прилива (вижте Таблица 1 и [42, 43]). Примери за резултати от извличане са показани на фигура 5. По педагогически причини не можем да наслагваме 32 криви върху една и съща графика. Сигналите, веднъж извлечени от , са достатъчно правилни, за да има смисъл изчислението на преобразуване на Фурие, за да се извлече номиналният период на трептене на всеки от тях. RP, SSA SSA Представяне на някои лунно-слънчеви приливи и отливи, открити и извлечени от SP сигналите В електроди E1, E8, E32 и E34 (вижте нашата схема на Фигура 1) сме открили и извлекли псевдоцикли, свързани с чисто слънчевия прилив P1 (вижте нашата Таблица 1), които представяме на Фигура 5 ( горе-вдясно). На фигура 6 (горе вдясно) показваме съответните им спектри на Фурие, за да определим периодичността на тези трептения. Тези периодичности изглеждат забележително близки, ако не и идентични, с тези, получени чрез изчисления (вижте уравнения 01a и 01b), и ние посочихме техните теоретични стойности в горния десен ъгъл на Фигура 04b. По отношение на амплитудите, ние наблюдаваме поведение, което може да се припише само на самото дърво, тъй като вариациите в амплитудите са различни на една и съща височина (~ 1 m) в рамките на една и съща корона (електроди E1 и E8). Също така отбелязваме, че тези амплитуди се развиват и изглежда предупреждават слънцестоенето с приблизително един месец във всички случаи. Променяме комплекта от четири електрода за Фигури 5 (горе вляво) и 6 (горе вляво), за да демонстрираме общостта на нашите открития. Вторият компонент, който открихме и извлякохме, е чисто лунен прилив, приливът K1. Още веднъж, както е показано в спектъра на периодите на фигура 6 (горе вляво), стойностите на тези периоди са много близки до очакваната теоретична стойност от 23,93 часа. Подобно на това, което наблюдавахме за прилива S1, амплитудите на прилива K1 също изглежда варират в зависимост от датите на слънцестоене и равноденствие. Единствената разлика тук е, че тези вариации са във фаза с посочените дати. И както наблюдавахме за предишния прилив, потенциалът се увеличава от пролетта, за да достигне своя максимум през лятото. Другите компоненти, Фигури 5 (средно ляво/дясно и долу ляво/дясно) и 6 (средно ляво/дясно и долу ляво/дясно), представят последователно вълновите форми и периодичните спектри на следните лунно-слънчеви приливи и отливи : S1, двуседмичният Mf и K2. Подобно на примерите, които описахме преди, вълновите форми на тези лунно-слънчеви приливи, показани на фигури 5 и 6, са ясно модулирани през цялата година, със стесняване около зимното слънцестоене и максимална амплитуда малко преди лятното слънцестоене. Тези вълнови форми може да не са във фаза в различни части на тополовото дърво Remungol (корени, ствол, клони), но във всички случаи техните изчислени периоди са много близки до очакваните стойности (< 0,01%). За всеки от 34-те електрода беше възможно да се открият и извлекат между 7 лунно-слънчеви приливи и отливи, които средно представляват приблизително 70% от необработената вариация за всеки сигнал. Механизъм Тогава нека си представим накратко един електрокинетичен механизъм. Да предположим, че дървото съдържа канали, взети като правилни цилиндри, достигащи до върха на дървото, в които циркулира сокът. Тази циркулация все още не е добре разбрана (виж [5, 44–49]). Нека канал от сечение S с неопределена височина. Просто ще направим изчисляване на порядъка на промяната на налягането в канала поради наличието на приливни сили на Слънцето или (и) Луната. Нека вземем случая с Луната. g е гравитацията на Земята (всъщност ускорение в ms −2 и тук пренебрегваме ефекта от въртенето на Земята; g = 9,81 ms −2 на повърхността на Земята). Вертикалната компонента на лунния прилив, винаги привличане, е на земната повърхност, дадена от следната връзка, σ f е проводимостта на течността (sap), ε е проводимостта на течността (sap), ζ е ζ-потенциалът (тук между течността и дървената стена на канала) и η е вискозитетът на течността. Всъщност знаем много малко за стойността на C, свързана с дърветата. Стойността на електрическото поле може да бъде от порядъка на 10 mV/m само ако C е от порядъка на 10V/Pa. Тази стойност е голяма в сравнение със стойностите, открити в литературата, като цяло се отнасят за скалите. Обобщение във и в рамките на видовете Както вече споменахме, приливните вълни са вълни с големи географски разширения; това означава, че те могат да се считат за постоянни над . Ние също така разложихме сигналите от нашите дъбове и габъри с помощта на SSA (вижте Фигура 4) и представяме само лунно-слънчевия прилив k1 (вижте Фигура 7). Първото наблюдение тук е, че независимо от дървесния вид и индивида в същия вид, циклите на земните приливи са във фаза. MNHNo Амплитудите през месеците април и май 2023 г. за всички лица са от порядъка на ± 10 до 20 mV. Тези стойности са в съответствие с тези на електрод E18 на (също на обърнатия на север ствол) през същите месеци (вижте Фигура 5, горе вляво, жълта крива). Така, независимо от периода, както днес, така и преди 20 години, измерванията на електрическите потенциали върху стволовете на три различни вида широколистни дървета (топола, габър и дъб) разкриват, от една страна, сравними амплитуди на тези потенциали. От друга страна, псевдоциклите, които ги съставят, като показания тук прилив K1, са във фаза, независимо от индивида. Тези електрически потенциали, поне както е показано тук за дневния K1, са свързани с изкачването на сока чрез електрокинетичен ефект (виж [16]). Фактът, че всички сигнали за този същия потенциал са във фаза и от един и същи порядък на величина, въпреки разликите в индивидите (различни размери, различни сенници, различна физиология), ни кара да вярваме, че наблюденията, които сме направили, и механизмът, който офертите са стабилни. За значителна част изместването на сока се дължи, както при всички течни маси извън Земята, на принуждаващия ефект на земните приливи и отливи. RP 5 Дискусия От поредица от електрически SP данни, записани на топола през 2003 г. (вижте [16]), ние предлагаме да разгледаме въпроса за механизма на потока на сока в дърветата. Днес за този механизъм се споменават три източника, които не са непременно изключителни: капилярност, осмотично налягане и евапотранспирация. Ние обсъдихме и критикувахме възможността за тези механизми в нашето въведение. В едно скорошно проучване (вижте [33]) успяхме да измерим степента, до която гравитационните сили, действащи върху Земята, чрез вариации в нейната скорост на въртене и наклон, могат да повлияят на темповете на растеж на дървесните пръстени в тибетска хвойнова гора за повече от 1000 години чрез модулиране на входящата слънчева радиация. Темповете на растеж на дървесните пръстени са свързани с фотосинтезата и следователно са свързани и с потока от сокове, циркулиращи в ксилемата и флоема, които транспортират хранителни вещества в цялото растение. На първо място, подобно на всички течности вътре и на повърхността на Земята, движението на този сок, независимо от неговата плътност, трябва да се задвижва частично или изцяло от лунно-слънчеви приливи и отливи, особено през периодите (¡18,6 години), които са от особен интерес в този документ. Gibert et al. ([33]) подчертават, че потокът от сок и записаният електрически сигнал най-вероятно са свързани с електрокинетичен феномен. Следователно, за да обясним движението на сока от гледна точка на физиката, тук имаме работа с прост феномен на хармонично изпомпване (виж [17, 18]). Както е показано на Фигура 2, непрекъснато записваните електрически сигнали в дърветата са нестационарни сигнали в строгия смисъл на думата. Това по същество предотвратява директното използване на преобразуване на Фурие за определяне на периодичностите (т.е. лунно-слънчеви приливи), които могат да ги съставят. Освен това капризите на измерванията понякога водят до прекъсвания в системата за запис, което води до прекъсване на данните. Ето защо избрахме метода за сингулярен спектрален анализ (SSA), за да анализираме измерванията на тополата Remungol. Този метод помага да се ограничат възможните грешки при интерпретацията на традиционните спектри. На фигури 5 и 6 представихме петте основни псевдопериодичности, извлечени от данните за електрическия потенциал на тополата. Всички те съответстват много точно на периоди на лунно-слънчеви приливи и отливи (P1, K1, S1, Mf и K2, виж нашата таблица 1). Периодите, които сме извлекли от електрическите сигнали, които служат като заместители на потока от сок, са в рамките на 0,01% от изчислените лунно-слънчеви приливни периоди. Това ниво на прецизност е забележително и обикновено може да се постигне само със скъпи гравиметри, струващи десетки милиони евро. Сумата от извлечените компоненти, за които смятаме, че са приливни компоненти, обикновено представлява повече от 70% от общата дисперсия в записаните електрически сигнали. Ако разгледаме по-подробно сигналите, записани в различни области на тополовото дърво (корен, клон, ствол) за даден прилив, ще забележим, че вълновите форми, свързани с тези приливи, не са модулирани по същия начин. Тези амплитудни модулации могат да бъдат напълно различни една от друга, какъвто е случаят с прилива и електродите E1, E8, E32 и E34 (вижте фигури 4). Те обаче могат да бъдат същите, но поетапни във времето. Например, можем да наблюдаваме, че моделите на сигналите, записани от електродите E7 и E12 за прилива, са еднакви, но изместени с приблизително 2 седмици (вижте Фигури 5). Несъмнено разликите в амплитудите и фазите, наблюдавани в сигналите, записани на тополовото дърво, вероятно са свързани с неговия физиологичен отговор. Въз основа на тези наблюдения, ние се заехме с математическо разрешаване на уравненията, свързани с явлението, което смятаме, че е отговорно за потока на сока, с цел да оценим електрокинетичния коефициент, свързан с тополовото дърво, подобно на това, което се прави в геофизиката за скалите (вижте уравнение 17). Получихме стойност от 10 V/Pa, която обикновено е десет пъти по-висока от стойностите, измерени в скали. Все пак трябва да се отбележи, че дърветата не са скали, както можем да видим от снимката на геометрията на ксилемата на Фигура 01, потокът от сок не е нарушен от никаква изкривеност, за разлика от скалите. Освен това е важно да се подчертае, че сокът не е вода. Въпросът за разликите в амплитудните модулации между различните области на тополовото дърво, както и въпросът за общността на нашите изненадващи резултати, ни накараха да възпроизведем същия експеримент през 2019 г. в Националния природонаучен музей, но този път на различни дървесни видове. Както споменахме, имаме три дъба, два габъра, една секвоя, един кипарис и един орех. Представили сме само наблюденията, които записваме върху дъбовите и габъровите дървета по две причини. Първата причина е, че имаме множество индивиди от един и същи вид, което ни позволява да правим вътрешновидови сравнения. Втората причина е, че тези пет дървета са на едно и също място, споделяйки един и същ референтен електрод. Това ни позволява да разгледаме междувидовите сравнения, като се има предвид, че разпространението на гравитационните вълни е такова, че всички парижки дървета ще бъдат засегнати едновременно и със същата амплитуда от земните приливи. Както е показано на фигури 4 и 7, амплитудите и техните вариации се различават значително от един индивид на друг, което не можахме да оценим в експеримента Remungol. Както можем да видим на Фигура 13а и по-подробно на Фигура 7 (след като се извлече приливът), от една страна, дневните компоненти на трите дъба нямат еднакви електрически амплитуди (на същата височина на електрода), а от друга страна, на 2 от тях се появяват трептения с по-дълъг период (виж Фигура 4). Същите наблюдения правим и за габъра. Въпреки това, това, което се потвърждава от фигури 13c и 14c е, че компонентите, съответстващи на дневния прилив, са напълно във фаза, от един индивид на друг, независимо от вида Следователно нашата хипотеза за лунно-слънчевия прилив като основна движеща сила на сокодвижението се потвърждава както от богатството на наблюденията, така и от тяхната невероятна прецизност. Повторяемостта на тези наблюдения днес с дърветата в обсерваторията на MNHN потвърждава резултатите от Remungol и разширява изследователската тема, която тепърва предстои да предприемем, а именно, че физиологията на дърветата изглежда засяга не периодите, а техните модулации. Референции [1] WF Pickard, „Издигането на сока в растенията“, Напредък в биофизиката и молекулярната биология, том. 37, стр. 181–229, 1981 г. [2] MT Tyree и S. Yang, „Капацитет за съхранение на вода на стъблата на thuja, tsuga и acer, измерен чрез изотерми на дехидратация: приносът на капилярната вода и кавитацията,“ Planta, vol. 182, стр. 420–426, 1990 г. [3] S. Kang, X. Hu, P. Jerie и J. Zhang, „Ефектите от частичното изсушаване на кореновата зона върху корените, потока на сока на ствола и водния баланс в напоявана крушова градина (pyrus communis l.), Journal по хидрология, кн. 280, бр. 1-4, стр. 192–206, 2003 г. [4] Х. Р. Браун, „Теорията за нарастването на сока в дърветата: някои исторически и концептуални забележки“, Физика в перспектива, том. 15, стр. 320–358, 2013 г. [5] L. Li, Z.-L. Yang, AM Matheny, H. Zheng, SC Swenson, DM Lawrence, M. Barlage, B. Yan, NG McDowell и LR Leung, „Представяне на хидравликата на растенията в модела на земната повърхност noah-mp: Разработване на модел и многомащабна оценка, ” Journal of Advances in Modeling Earth Systems, vol. 13, бр. 4, стр. e2020MS002214, 2021 г. [6] R. Munns и J. Passioura, „Ефект от продължително излагане на nacl върху осмотичното налягане на листен ксилемен сок от непокътнати, транспириращи ечемични растения,” Functional Plant Biology, vol. 11, бр. 6, стр. 497–507, 1984 г. [7] U. Zimmermann, J. Zhu, F. Meinzer, G. Goldstein, H. Schneider, G. Zimmermann, R. Benkert, F. Thurmer, ¨ P. Melcher, D. Webb, et al., „High органични съединения с молекулно тегло в ксилемния сок на мангрови дървета: Последици за водния транспорт на дълги разстояния,” Botanica Acta, vol. 107, бр. 4, стр. 218–229, 1994 г. [8] T. Scheenen, F. Vergeldt, A. Heemskerk и H. Van As, „Ядрено магнитно резонансно изображение на непокътнато растение за изследване на динамиката в потока на сока на дълги разстояния и повърхността, проводяща потока“, Физиология на растенията, том. 144, бр. 2, стр. 1157–1165, 2007 г. [9] KH Jensen, K. Berg-Sørensen, H. Bruus, NM Holbrook, J. Liesche, A. Schulz, MA Zwieniecki и T. Bohr, „Поток от сок и транспорт на захар в растенията“, Прегледи на съвременната физика, полет. 88, бр. 3, стр. 035007, 2016 г. [10] R. Munns, JB Passioura, TD Colmer и CS Byrt, „Осмотично регулиране и енергийни ограничения за растежа на растенията в солена почва,“ New Phytologist, vol. 225, бр. 3, стр. 1091–1096, 2020 г. [11] A. Granier, „Оценка на транспирацията в насаждение с дъгласова ела чрез измерване на потока на сока“, Физиология на дърветата, том. 3, бр. 4, стр. 309–320, 1987 г. [12] Д. Смит и С. Алън, „Измерване на потока на сока в стъблата на растенията,” Вестник за експериментална ботаника, том. 47, бр. 12, стр. 1833–1844, 1996. [13] R. Poyatos, V. Granda, R. Molowny-Horas, M. Mencuccini, K. Steppe и J. Mart´ınez-Vilalta, „Sapfluxnet: към глобална база данни за измервания на потока сок,“ Физиология на дърветата, полет. 36, бр. 12, стр. 1449–1455, 2016 г. [14] R. Poyatos, V. Granda, V. Flo, MA Adams, B. Adorjan, D. Aguad´ e, MP Aidar, S. Allen, MS Alvarado-´ Barrientos, KJ Anderson-Teixeira и др., „Глобални данни за транспирация от измервания на соковия поток: базата данни sapfluxnet“, Дискусии за научни данни за земната система, том. 2020 г., стр. 1–57, 2020 г. [15] CW Thornthwaite, „Подход към рационална класификация на климата“, Geographical review, vol. 38, бр. 1, стр. 55–94, 1948. [16] D. Gibert, J.-L. Le Mouel, L. Lambs, F. Nicollin и F. Perrier, „Поток на сок и ежедневни вариации на електрическия потенциал в ¨ ствол на дърво“, Plant Science, vol. 171, бр. 5, стр. 572–584, 2006 г. [17] A. Maineult, Y. Bernabe и P. Ackerer, „Откриване на advected концентрация и ph фронтове от измервания на собствения потенциал“, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol. 110, бр. B11, 2005 г. [18] A. Maineult, E. Strobach и J. Renner, „Сигнали за собствен потенциал, предизвикани от периодични изпомпващи тестове“, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol. 113, бр. B1, 2008 г. [19] V. Allegre, A. Maineult, F. Lehmann, F. Lopes и M. Zamora, „Реакция на собствения потенциал към циклите на дренаж–поглъщане“, Geophysical Journal International, vol. 197, бр. 3, стр. 1410–1424, 2014 г. [20] П. С. Лаплас, Трактат върху небесната механика. Печатница Crapelet, 1823 г. [21] М. Миланкович, Математическа теория на топлинните явления, причинени от слънчевата радиация. GauthierVillars et Cie, 1920 г. [22] F. Lopes, V. Courtillot, D. Gibert, J.-L Le Mouel и BJ-B., „За псевдопериодичните смущения на планетарните орбити, ¨ и колебанията на земното въртене и въртене: Формулировката на Лагранж. ”, препринт arXiv arXiv:2209.07213, 2022 г. [23] Т. Нарасимхан, Б. Канехиро и П. Уидърспуун, „Интерпретация на реакцията на земния прилив на три дълбоки, ограничени водоносни хоризонта,“ Журнал за геофизични изследвания: Solid Earth, том. 89, бр. B3, стр. 1913–1924, 1984. [24] S. Rojstaczer и FS Riley, „Реакцията на нивото на водата в кладенец към земните приливи и атмосферно натоварване при неограничени условия,“ Water Resources Research, vol. 26, бр. 8, стр. 1803–1817, 1990. [25] H. Li, JJ Jiao, M. Luk и K. Cheung, „Предизвикани от приливи и отливи колебания на нивото на подпочвените води в крайбрежни водоносни хоризонти, ограничени от l-образни брегови линии,“ Water Resources Research, vol. 38, бр. 3, стр. 6–1, 2002 г. [26] S. Dumont, J.-L. Le Mouel, V. Courtillot, F. Lopes, F. Sigmundsson, D. Coppola, EP Eibl и CJ Bean, „Динамиката на дълготрайно ефузивно модулирано изригване чрез земни приливи и отливи,” Earth and Planetary Science Letters, vol. 536, p. 116145, 2020 г. [27] AL Lordi, MC Neves, S. Custodio и S. Dumont, „Сезонна модулация на океанската сеизмичност на Азорските острови,” ´ Frontiers in Earth Science, vol. 10, стр. 995401, 2022 г. [28] SL Brantley, JD Kubicki, AF White и др., Кинетика на взаимодействието вода-скала. Спрингър, 2008 г. [29] A. Scislewski и P. Zuddas, „Оценка на реактивната минерална повърхностна площ по време на взаимодействието вода-скала, използвайки флуидни химични данни,“ Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 74, бр. 24, стр. 6996–7007, 2010 г. [30] M. Barbera, P. Zuddas, D. Piazzese, E. Oddo, F. Lopes, P. Censi и F. Saiano, „Натрупването на редкоземни елементи в обикновените лозови листа се постига чрез извличане от почвата и транспортиране в сока на ксилема,” Communications Earth & Environment, vol. 4, бр. 1, стр. 291, 2023 г. [31] D. Gibert, V. Courtillot, S. Dumont, J. de Bremond d'Ars, S. Petrosino, P. Zuddas, F. Lopes, J.-B Boule, MC ´ Neves, S. Custodio, и др., „Върху външното форсиране на глобалната еруптивна активност през последните 300 години“, Frontiers in Earth Science, 2023 г. [32] V. Courtillot, J.-L. Le Mouel, F. Lopes и D. Gibert, „Относно промяната на морското равнище в крайбрежните райони“, ¨ Journal of Marine Science and Engineering, vol. 10, бр. 12, стр. 1871, 2022 г. [33] В. Куртийо, Ж.-Б. гора ` от тибетски хвойнови дървета като нов вид астро-геофизична обсерватория,” arXiv preprint arXiv:2306.11450, 2023 г. [34] G. Petiau и A. Dupis, „Шум, температурен коефициент и дълготрайна стабилност на електродите за телурични наблюдения“, Geophysical Prospecting, vol. 28, бр. 5, стр. 792–804, 1980 г. [35] JF Claerbout, Основи на обработката на геофизични данни, том. 274. Citeseer, 1976. [36] С. М. Кей и С. Л. Марпъл, „Анализ на спектъра – модерна перспектива,“ Сборници на IEEE, том. 69, бр. 11, стр. 1380–1419, 1981. [37] R. Vautard и M. Ghil, „Сингуларен спектрален анализ в нелинейна динамика, с приложения към палеоклиматични времеви редове“, Physica D: Нелинейни явления, том. 35, бр. 3, стр. 395–424, 1989 г. [38] R. Vautard, P. Yiou и M. Ghil, „Анализ на сингулярен спектър: Инструментариум за кратки, шумни хаотични сигнали“, Physica D: Нелинейни явления, том. 58, бр. 1-4, стр. 95–126, 1992 г. [39] Н. Голяндина, А. Коробейников и А. Жиглявски, Сингулярен спектрален анализ с Р. Спрингър, 2018 г. [40] P. Lemmerling и S. Van Huffel, „Анализ на структурирания общ проблем на най-малките квадрати за hankel/toeplitz матрици,” Числени алгоритми, том. 27, стр. 89–114, 2001. [41] GH Golub и C. Reinsch, Разлагане на сингулярна стойност и решения на най-малките квадрати. Спрингър, 1971 г. [42] J. Coulomb и G. Jobert, Трактат по вътрешна геофизика, том 1. 1973 г. [43] RD Ray и SY Erofeeva, „Дългопериодични приливни вариации в дължината на деня“, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol. 119, бр. 2, стр. 1498–1509, 2014 г. [44] MA Zwieniecki, PJ Melcher, TS Feild и NM Holbrook, „Потенциална роля за взаимодействията ксилем-флоем в хидравличната архитектура на дърветата: ефекти от опасването на флоема върху хидравличната проводимост на ксилема, Физиология на дърветата, том. 24, бр. 8, стр. 911–917, 2004 г. [45] CW Windt, FJ Vergeldt, PA De Jager и H. Van As, „Mri на водния транспорт на дълги разстояния: сравнение на характеристиките и динамиката на потока на флоема и ксилема при топола, рицин, домати и тютюн,“ Растения, клетки и околна среда, том. 29, бр. 9, стр. 1715–1729, 2006. [46] MA Zwieniecki и NM Holbrook, „Сблъскване с демона на Максуел: биофизика на възстановяването на емболия на ксилема,“ Тенденции в науката за растенията, том. 14, бр. 10, стр. 530–534, 2009 г. [47] MW Vandegehuchte и K. Steppe, „Поправка към: Методи за измерване на плътността на соковия поток: принципи на работа и приложимост“, Functional Plant Biology, vol. 40, бр. 10, стр. 1088–1088, 2013 г. [48] A. L´ opez-Bernal, L. Testi и FJ Villalobos, „Метод на топлинен импулс с една сонда за оценка на скоростта на сока в дърветата“, New Phytologist, vol. 216, бр. 1, стр. 321–329, 2017 г. [49] G. Sakurai и SJ Miklavcic, „Относно ефикасността на водния транспорт в листата. свързан ксилемно-флоемен модел на транспорт на вода и разтворено вещество,” Frontiers in Plant Science, vol. 12, стр. 615457, 2021 г. Този документ е под лиценз CC BY 4.0 DEED. достъпен в arxiv
