بلندترین درخت جهان کدام است؟ راز غول ۱۱۶ متری هایپریون

بلندترین درخت جهان یک سکویای ساحلی همیشه‌سبز به نام «هایپریون» (Hyperion) در پارک ملی ردوود در شمال ایالت کالیفرنیاست که با ارتفاع خیره‌کننده ۱۱۶ متر (معادل ساختمانی ۳۵ طبقه)، از مجسمه آزادی نیویورک و برج ساعت بیگ‌بن لندن نیز قد کشیده‌تر است.

آشنایی با هایپریون؛ آسمان‌خراش زنده‌ای که سر به ابرها می‌ساید

وقتی در دل جنگل‌های مه‌آلود و باستانی شمال کالیفرنیا قدم می‌زنید، تنه‌های سرخ‌فام و ستون‌مانند درختان سکویا به قدری عظیم هستند که گردن انسان از تماشای تاج ناپیدای آن‌ها خسته می‌شود. در میان میلیون‌ها درخت کهنسال سیاره زمین، یک تک‌درخت از گونه علمی Sequoia sempervirens رکورد رسمی بلندترین موجود زنده تاریخ معاصر را در اختیار دارد: غولی آرام و پنهان به نام «هایپریون» که نام خود را از یکی از تیتان‌های اساطیر باستان به معنای «نگاه‌کننده از بالا» وام گرفته است.

به گزارش وب‌سایت علمی Live Science، ارتفاع دقیق هایپریون بیش از ۱۱۶ متر (حدود ۳۸۰.۸ فوت) اندازه‌گیری شده است. برای آنکه مقیاس این عظمت را در ذهن مجسم کنید، کافی است بدانید مجسمه آزادی به همراه پایه سنگی عظیمش ۹۳ متر و برج مشهور بیگ‌بن در لندن ۹۶ متر ارتفاع دارند؛ به عبارت ساده، اگر هایپریون را در کنار این بناهای نمادین قرار دهیم، شاخه‌های بالایی آن بیش از بیست متر بالاتر از راس این سازه‌ها در باد تکان خواهند خورد.

در طبیعت شگفت‌انگیز زمین، همان‌گونه که در دنیای جانوران رکورد بی‌رقیب جثه در اختیار نهنگ آبی است — موضوعی که در مقاله بزرگترین حیوان جهان کدام است و شگفتی‌های قلب نهنگ آبی با جزئیات بررسی کردیم — در قلمرو گیاهان نیز خانواده سکویاها فرمانروایان بی‌چون‌وچرای ارتفاع و حجم چوب در زیست‌کره هستند. با این حال، داستان کشف هایپریون، فیزیک باورنکردنی آبرسانی در آوندهای آن و دلیل مخفی ماندن مختصات جغرافیایی‌اش، دست‌کمی از یک روایت کارآگاهی علمی ندارد.

ماجرای کشف هایپریون در سال ۲۰۰۶ و اندازه‌گیری میلی‌متری با طناب

شاید تصور کنید چنین درخت غول‌آسایی قرن‌ها پیش توسط نقشه‌برداران شناسایی شده بود، اما تراکم باورنکردنی شاخ‌وبرگ در دره‌های دورافتاده پارک ملی ردوود به گونه‌ای است که تشخیص بلندترین درخت از سطح زمین تقریباً ناممکن می‌شود. در ۲۵ اوت سال ۲۰۰۶، دو طبیعت‌گرد و پژوهشگر جنگل به نام‌های «کریس اتکینز» و «مایکل تیلور» هنگام پیمایش یکی از بخش‌های بکر و کمتر دیده‌شده پارک، متوجه سه درخت غیرعادی در یک شیب دره‌ای شدند.

آن‌ها در همان نگاه نخست با دستگاه مسافت‌یاب لیزری متوجه شدند که نه تنها با یک رکوردشکن، بلکه با سه درخت از بلندترین درختان کل کره زمین روبه‌رو شده‌اند که در فاصله نزدیکی از یکدیگر روییده‌اند! اتکینز و تیلور این سه غول همسایه را به ترتیب «هایپریون»، «هلیوس» و «ایکاروس» نام نهادند.

چند هفته بعد، تیم زیست‌شناسان دانشگاه ایالتی هامبولت به سرپرستی پروفسور «استیو سلت»، استاد برجسته بوم‌شناسی تاج‌پوش جنگل، برای اندازه‌گیری رسمی و ثبت رکورد علمی وارد عمل شدند. از آنجا که پرتو لیزر از لابه‌لای شاخه‌های انبوه به خطا می‌رفت، پژوهشگران با کسب مجوز ویژه علمی و با استفاده از کمان و نخ ماهیگیری، طناب صعود را از بالاترین شاخه عبور دادند، تا نوک ۱۱۵.۵ متری آن زمانِ درخت بالا رفتند و یک متر نواری فایبرگلاس سنگین را مستقیماً از بالاترین جوانه تا پای خاک شاقول کردند تا عدد دقیق بدون یک سانتی‌متر خطا ثبت شود.

راز سن واقعی هایپریون و زخم دارکوب بر نوک تاج!

برخلاف تصور رایج که بلندترین درخت جهان را چند هزار ساله می‌پندارند، بررسی‌های درخت‌گاه‌شناسی نشان می‌دهد سن هایپریون حدود ۶۰۰ تا ۸۰۰ سال است. در مقیاس عمر سکویاها که گاه از دو هزار سال فراتر می‌رود، هایپریون یک درخت میان‌سال و پرتوان به حساب می‌آید که هنوز سالانه چند سانتی‌متر به قد خود می‌افزاید.

پروفسور استیو سلت هنگام صعود به بالاترین نقطه درخت متوجه نکته جالبی شد: نوک اصلی تنه در ارتفاع بالای ۱۱۵ متری بر اثر نوک زدن دارکوب‌ها دچار آسیب جزئی شده بود؛ پژوهشگران معتقدند اگر آن آسیب کوچک در تاج رخ نداده بود، ارتفاع هایپریون امروز حتی یکی دو متر بلندتر از رقم فعلی می‌بود!

تفاوت «بلندترین درخت» با «بزرگ‌ترین درخت»؛ هایپریون در برابر ژنرال شرمن

یکی از اشتباهات متداول در مطالب عمومی، یکی دانستن دو گونه متفاوت از خانواده سکویاهاست. رکورد بلندترین درخت جهان از نظر قد و ارتفاع متعلق به «هایپریون» از گونه سکویای ساحلی (Sequoia sempervirens) با ۱۱۶ متر قد و قطر تنه حدود ۴.۸۴ متر است که اندامی کشیده، باریک‌تر و آسمان‌خراش‌گونه دارد.

در مقابل، رکورد بزرگ‌ترین و حجیم‌ترین تک‌درخت جهان از نظر حجم چوب در اختیار درخت مشهور «ژنرال شرمن» از گونه سکویای غول‌پیکر کوهستانی (Sequoiadendron giganteum) است. ژنرال شرمن حدود ۸۳.۸ متر ارتفاع دارد — یعنی بیش از ۳۲ متر کوتاه‌تر از هایپریون است — اما قطر تنه آن در پایه به رقم شگفت‌انگیز ۱۱ متر می‌رسد و حجم چوب تنه آن بیش از ۱۴۸۷ متر مکعب برآورد می‌شود؛ در حالی که حجم چوب تنه هایپریون حدود ۵۳۰ متر مکعب است.

معجزه فیزیک گیاهی؛ چگونه آب بدون پمپ مکانیکی تا ارتفاع ۱۱۶ متری بالا می‌رود؟

جذاب‌ترین معمای علمی درباره بلندترین درخت جهان زمانی آشکار می‌شود که به قوانین فیزیک کلاسیک نگاه کنیم. اگر قوی‌ترین پمپ مکش خلأ جهان را بالای یک برج قرار دهید و بخواهید آب را با نی یا لوله بالا بکشید، فشار جو زمین تنها اجازه می‌دهد ستون آب حداکثر تا ارتفاع ۱۰.۳ متر بالا بیاید؛ بالاتر از این نقطه، فشار به صفر مطلق رسیده و آب در دمای محیط به جوش می‌آید و حباب خلأ تشکیل می‌شود!

حال این پرسش حیرت‌انگیز پیش می‌آید: درخت هایپریون بدون داشتن هیچ قلب تپنده یا قطعه متحرک مکانیکی، چگونه روزانه صدها کیلوگرم آب را بیش از یازده برابر حد مکش خلأ یعنی تا ارتفاع ۱۱۶ متری برخلاف نیروی گرانش زمین بالا می‌کشد؟ درست همان‌طور که عظمت جریان آب در بلندترین آبشار جهان یعنی آبشار آنجل یا سفر چند هزار کیلومتری آب در طولانی‌ترین رود جهان زمین‌شناسان را شگفت‌زده می‌کند، مهندسی هیدرولیک درون تنه سکویا نیز شاهکار فیزیک مولکولی است.

به نقل از پایگاه علمی ScienceDaily، راز این صعود خارق‌العاده در نظریه‌ای به نام «کشش–چسبندگی» (Cohesion-Tension Theory) نهفته است. درون چوب سکویا میلیون‌ها لوله میکروسکوپی مرده و توخالی به نام «تراکئیدهای آوند چوبی» وجود دارند که قطرشان از موی انسان باریک‌تر است. هنگامی که مولکول‌های آب از روزنه‌های ریز سوزن‌برگ‌ها در ارتفاع ۱۱۶ متری تبخیر می‌شوند (پدیده تعرق)، کشش سطحی آب درون منافذ نانومتری دیواره سلولی برگ، یک فشار منفی (کشش هیدرواستاتیک) فوق‌العاده قوی معادل منفی ۲ تا منفی ۳ مگاپاسکال ایجاد می‌کند.

از آنجا که مولکول‌های آب به واسطه پیوندهای هیدروژنی همچون دانه‌های یک زنجیر فولادی به هم چسبیده‌اند، تبخیر یک مولکول آب در نوک درخت، کل ستون پیوسته آب را از ریشه تا تاج، میلی‌متر به میلی‌متر به سمت بالا می‌کشد؛ بدون آنکه ستون مایع پاره شود!

نقش حیاتی مه تابستانی اقیانوس آرام؛ درختی که از برگ‌هایش آب می‌نوشد!

کشیدن آب از ریشه تا ارتفاع ۳۵ طبقه هزینه فیزیکی سنگینی برای درخت دارد و در روزهای گرم و خشک تابستان، خطر ورود حباب هوا به آوندها (پدیده‌ای مشابه آمبولی در رگ‌ها که دانشمندان آن را کاویتاسیون می‌نامند) به شدت بالا می‌رود. اینجاست که دومین ترفند تکاملی سکویای ساحلی وارد میدان می‌شود: نوشیدن مستقیم مه از طریق برگ‌ها.

سواحل شمالی کالیفرنیا در طول تابستان پوشیده از مه غلیظ و خنک اقیانوس آرام است. پژوهش‌های ایزوتوپی نشان داده‌اند که سوزن‌برگ‌های بالایی هایپریون و همتایانش توانایی جذب مستقیم قطرات ریز مه از طریق روزنه‌ها و کوتیکول برگ را دارند! تا ۳۰ الی ۴۰ درصد کل آب مصرفی تاج درخت در فصل خشک، بدون نیاز به پمپاژ از ریشه، مستقیماً از ابرها و مه اطراف شاخه‌ها تامین می‌شود و بقیه قطرات مه نیز از شاخ‌وبرگ به پای تنه چکه کرده و خاک اطراف ریشه را سیراب نگه می‌دارند.

چگونه سکویاها قرن‌ها در برابر آتش‌سوزی، طوفان و حشرات دوام می‌آورند؟

برای آنکه درختی بتواند شش تا هشت قرن بدون وقفه قد بکشد و به مرز ۱۲۰ متری نزدیک شود، باید در برابر بلایای طبیعی رویین‌تن باشد؛ درست همان‌گونه که شرایط اقلیمی و زمین‌ساختی در بلندترین قله جهان یعنی اورست مرزهای استقامت طبیعت را به رخ می‌کشند. سکویای ساحلی سه سلاح دفاعی کم‌نظیر در اختیار دارد:

• پوست نسوز ۳۰ سانتی‌متری بدون صمغ: برخلاف درختان کاج و صنوبر که مملو از صمغ‌های قابل اشتعال هستند، چوب و پوست سکویا تقریباً فاقد رزین آتش‌گیر است و پوست اسفنجی و رشته‌ای آن تا ۳۰ سانتی‌متر ضخامت دارد که همچون عایق نسوز، بافت زنده داخلی را از آتش‌سوزی‌های سطحی جنگل حفظ می‌کند.
• مواد شیمیایی ضدپوسیدگی (تانن بالا): رنگ سرخ مایل به قهوه‌ای چوب ردوود ناشی از غلظت بسیار بالای ترکیبات فنولی و تانن است. این مواد طبیعی طعم چوب را برای موریانه‌ها، سوسک‌های چوب‌خوار و قارچ‌های پوساننده غیرقابل تحمل می‌کنند؛ به طوری که تنه سکویای افتاده روی زمین حتی پس از صد سال نیز به سختی می‌پوسد.
• شبکه ریشه‌های دست‌به‌دست هم داده: هرچند عمق ریشه سکویا کم است، اما ریشه‌های افقی آن تا سی متر به اطراف گسترش یافته و به ریشه‌های درختان همسایه جوش می‌خورند؛ به این ترتیب کل گله درختان هنگام طوفان‌های سهمگین اقیانوسی مانند یک سکوی واحد یکدیگر را سرپا نگه می‌دارند.

جدول مقایسه ۵ درخت برتر و رکورددار سیاره زمین

علاوه بر هایپریون، چندین درخت شگفت‌انگیز دیگر در آمریکای شمالی و جزیره تاسمانی استرالیا رکوردهای جهانی ارتفاع و حجم را در اختیار دارند که مشخصات علمی آن‌ها را در جدول زیر مشاهده می‌کنید:

میراث بوم‌شناختی و نکات پایانی و جمع‌بندی کاربردی

مطالعات اقلیمی نشان می‌دهند که جنگل‌های کهنسال سکویای ساحلی بیش از هر جنگل دیگری روی خشکی‌های کره زمین (حتی بیشتر از جنگل‌های بارانی استوایی در واحد سطح) دی‌اکسید کربن جو را جذب و در بافت چوبی دیرپوس خود برای قرن‌های متمادی ذخیره می‌کنند. در حالی که طی سده نوزدهم و بیستم بخش بزرگی از این جنگل‌های باستانی برای بهره‌برداری از چوب قطع شدند و امروز تنها حدود ۵ درصد از جنگل‌های اولیه سکویای ساحلی باقی مانده است، حفاظت سخت‌گیرانه از بازماندگانی همچون هایپریون اهمیت حیاتی دارد.

هایپریون ۱۱۶ متری تنها یک عدد در کتاب رکوردها نیست؛ بلکه نمادی زنده از ظرافت قوانین فیزیک، همزیستی اقیانوس و جنگل، و بردباری طبیعت است که به ما یادآوری می‌کند شگفت‌انگیزترین آسمان‌خراش‌های سیاره زمین نه از فولاد و بتن، بلکه از نور خورشید، قطرات مه و دانه‌ای کوچک‌تر از دانه گوجه فرنگی ساخته شده‌اند.