На мокрой ветке лежит белая прядь: тонкая, волнистая, будто кто-то оставил в лесу кусочек шёлка. Среди бурых листьев она выглядит почти неуместно. Наклонившись, можно различить сотни отдельных нитей, а под ними обычную потемневшую древесину. Так выглядит волосистый лёд, или ледяные волосы. У этой причёски есть неожиданное условие появления: в ветке должен работать гриб. Как выяснили исследователи, его роль связана прежде всего с формой ледяных нитей, а не с самим замерзанием воды.1
Отдельная нить имеет диаметр порядка двух сотых миллиметра, а длина может достигать 20 сантиметров. При таком соотношении размеров понятнее, откуда берётся сходство с волосами: ледяная нить способна быть примерно в десять тысяч раз длиннее своей толщины.2
Погода для одной странной причёски
Для встречи с этим явлением сильный мороз скорее помеха, чем преимущество. Нужны сырая разлагающаяся древесина лиственного дерева, влажный воздух и температура немного ниже нуля. Такое сочетание бывает в холодную ночь после сырой погоды. При подходящих условиях поверхность ветки обрастает тонкими светлыми волокнами. Британская метеослужба Met Office отмечает, что именно узкое сочетание условий объясняет редкость наблюдений.3
Здесь полезно смотреть не только на термометр, но и под ноги. Белый налёт на живых листьях, траве или ограде ещё не означает, что перед вами ледяные волосы. Их стоит искать на отмершей древесине. Для фотографии важен и фон: на тёмных листьях отдельные нити различимы гораздо лучше, чем на белом снегу. На снимке сверху прядь может выглядеть сплошной ватой; низкий ракурс и боковой свет помогают увидеть её устройство.
Подозреваемый без шляпки
Связь со скрытым обитателем древесины предположил Альфред Вегенер ещё в 1918 году. На ветках с необычным льдом он замечал светлый паутинистый покров, который оказался грибницей. Но наблюдение двух явлений рядом само по себе не объясняло, как одно влияет на другое. Позднее опыты с горячей водой и фунгицидом показали, что после воздействия на гриб ледяная «шерсть» перестаёт появляться.1
В исследовании, опубликованном в Biogeosciences в 2015 году, Гизела Пройс изучила образцы из лесов западной Германии. На них определили одиннадцать видов грибов. Один вид, Exidiopsis effusa, присутствовал на всех исследованных образцах с ледяными волосами, а более чем на половине был единственным обнаруженным грибом. Его можно не узнать как гриб вообще: привычной шляпки на ножке искать не нужно. Для исследователей важным оказался малозаметный обитатель мёртвой ветки.1
История получилась длиннее человеческой жизни: от догадки о связи до конкретного биологического участника прошёл почти век. Особенно любопытно, что решающим материалом стали не экзотические образцы из труднодоступного места, а веточки, которые можно поднять во время лесной прогулки.
Ветка работает как запас воды
Физический механизм называют ледяной сегрегацией. У охлаждённой поверхности древесины появляется лёд, а между ним и древесными порами сохраняется тонкая жидкая прослойка. Вода из глубины ветки поступает к этому фронту замерзания и добавляется к уже существующему льду. Направление роста связано с выходами древесных лучей, радиальных структур внутри ветки.2
Поэтому сравнение с машинкой для сахарной ваты удобно только для внешности. Здесь нет вращения и нет готовой нити, которую кто-то вытягивает из дерева. Новые порции воды замерзают у поверхности, постепенно удлиняя ледяное образование. Сам гриб не обязан служить насосом или заметно нагревать древесину: температурные измерения не обнаружили существенной разницы между образцами с активным грибом и после его подавления.2
Почему нити не превращаются в корку
Главная химическая загадка начинается после появления льда. Очень тонким ледяным образованиям трудно долго сохранять исходную форму: перекристаллизация укрупняет кристаллы. Авторы работы предположили, что вещества, связанные с жизнедеятельностью гриба, тормозят этот процесс. В растаявших ледяных волосах обнаружили органические соединения, в том числе продукты преобразования лигнина и таннинов. Однако конкретный компонент, отвечающий за стабилизацию нитей, в этой работе установлен не был.2
Это важная граница объяснения. Участие гриба подтверждалось наблюдениями и опытами, но формулу готового «средства для ледяных причёсок» исследование не предложило. Научное объяснение вполне может быть надёжным в одной части и оставлять открытый вопрос в другой.
Одна ветка может показать фокус снова
У этой истории есть и хорошая сторона для наблюдателя: исчезнувший пучок не обязательно означает единственный упущенный шанс. В бюллетене Североамериканской микологической ассоциации натуралистка Джен Торнхилл описала собственный опыт с ольховой веткой. После таяния первой «гривы» она намочила древесину и оставила её в неотапливаемом помещении. Когда похолодало, ледяные волоски появились снова.4
Затем ветку держали две недели в сухом тёплом доме, вновь замочили и вынесли в холод. Результат повторился. На других собранных кусочках древесины такой успех встречался далеко не всегда: большинство просто промерзало, лишь некоторые давали короткие ледяные волосы. Это описание любительского наблюдения, а не универсальный рецепт, но оно хорошо показывает разницу между наличием подходящего материала и случайным совпадением погоды.4
Не обязательно рассматривать каждую нить отдельно, чтобы заметить различия. Попробуйте сравнить общий силуэт пучка, направление изгибов и места, где ещё видна древесина. Тогда в повторном кадре будет проще отличить новую прядь от остатков прежней и заметить, какие участки ветки остались открытыми.
Если хочется проследить за явлением самому, интереснее начать с фотографий одной и той же ветки в разные дни. Полезно записывать время, погоду и состояние древесины. Даже пустой кадр, на котором вчерашняя прядь исчезла, добавляет наблюдению смысл: появляется последовательность, а не одна эффектная картинка.
У ледяных волос есть двойники
Похожие пучки могут вырастать прямо из почвы. Это игольчатый лёд: относительно жёсткие ледяные столбики, иногда приподнимающие мелкие частицы земли. В заметке журнала Frontiers in Ecology and the Environment 2024 года специально разбирается путаница между ним и волосистым льдом. Для почвенных игл источник воды находится в грунте, а обязательная связь с грибом не требуется.5
Практический вопрос поэтому очень простой: откуда именно выходят нити? Фотография крупным планом без окружающего предмета может скрыть ответ. Снимите и сам пучок, и ветку или почву, на которой он появился. Такое сочетание кадров полезнее для определения, чем самая красивая отдельная макрофотография. Оно сохраняет масштаб и не позволяет внешнему сходству заменить наблюдение.
Почему мёртвую ветку стоит оставить в лесу
Разлагающаяся древесина продолжает участвовать в жизни леса. Обзор Лесной службы США описывает её вклад в образование органического вещества почвы, удержание и перераспределение питательных элементов, работу грибов и других организмов. Причём маленькие и крупные древесные остатки могут поддерживать разные сообщества: внимание только к большим валежинам обедняет представление о лесном разнообразии.6
Это даёт ещё одну причину не воспринимать найденную веточку как мусор и не уносить все интересные образцы домой. Можно оставить её на месте и вернуться после следующей подходящей ночи. Для самого наблюдения достаточно взгляда и камеры.
Ледяные волосы особенно хороши тем, что меняют масштаб внимания. После встречи с ними обычная прогулка становится немного другой: замечаешь влажную древесину, строение ветки, границу света и тени. Белая прядь исчезнет, но вопрос останется: сколько ещё процессов мы проходим мимо только потому, что они происходят слишком тихо?
Источники
- EGU. Fungus shapes hair ice, 22 июля 2015 года.
- Hofmann D., Preuss G., Mätzler C. Evidence for biological shaping of hair ice. Biogeosciences, 2015.
- Met Office. What is frost and ice? Раздел Hair ice.
- Jan Thornhill. Hair Ice. The Mycophile, март–апрель 2014 года, с. 1 и 3.
- Von Hagen L. The wonders of hair ice and needle ice. Frontiers in Ecology and the Environment, 2024.
- US Forest Service. Ecosystem Processes Related to Wood Decay.
