I fenomeni noti (a me) che mandano l’acqua in salita sono:
vasi comunicanti
L’acqua (perché è di questo elemento che stiamo parlando ma, mutatis mutandi, vale per qualsiasi liquido) tende a risalire in un tubo -o in due recipienti idraulicamente collegati- fino a quando il livello diventa lo stesso in entrambi i rami del tubo (o entrambi i recipienti); se il tubo passa per un punto più alto del pelo libero dell’acqua (ma meno di 10 m), questo fenomeno consente anche di superare ostacoli: in questo caso, però, il flusso deve essere innescato e non si avvia spontaneamente.
Tutto questo implica che NON ci siano aperture nel condotto, altrimenti l’acqua zampilla fuori (se il foro è in un punto a pressione maggiore di quella ambiente) o entra aria (se il foro è in un punto a pressione minore di quella ambiente, come nel caso dell’immagine del travaso dalla damigiana, se il foro è più in alto del pelo libero dell’acqua).
Per quanto riguarda le piante, il fenomeno potrebbe interessare, forse, le parti interne (travaso tra una parte e l’altra dell’albero?), ma non l’esterno: tra un lago a monte della pianta e la pianta stessa non c’è un condotto privo di fori, quindi non è così che l’acqua può salire su un albero.
capillarità
Se il liquido bagna la superficie del tubo con il quale è a contatto, sale spontaneamente nel tubo fino a una certa altezza, dipendente dal diametro del tubo, dalla forza di adesione al materiale del tubo e dalla tensione superficiale del liquido (esempio: l’acqua bagna il vetro, il mercurio no; maggiori dettagli qui).
La salita per capillarità è compatibile con le dimensioni dei vasi linfatici delle piante, ma pare non sufficiente a raggiungere le altezze degli alberi più alti.
Poi ci sarebbe il problema di estrarre l’acqua dal capillare -perché, se ci sale spontaneamente, non ne esce altrettanto spontaneamente- ma di questo non importa occuparsi perché, come detto, la risalita capillare non basta a spiegare le altezze raggiunte dall’acqua negli alberi.
osmosi
L’acqua (ma i liquidi in generale) tende a uniformare la salinità: l’acqua dolce tende a diluire l’acqua salata. Se tra acqua dolce e acqua salata è interposta una membrana semipermeabile, l’acqua dolce che attraversa la membrana per diluire l’acqua salata crea una differenza di livello, e quindi di pressione (qui maggiori dettagli). Sull’inverso di questo fenomeno si basano i dissalatori osmotici (cioè si sfrutta una differenza di pressione per ricavare acqua dolce da quella salata).
L’osmosi si può sfruttare anche per produrre energia elettrica: l’azienda norvegese Statkraft, per esempio, aveva avviato un progetto (che, però, ha abbandonato) che pare avesse raggiunto pressioni osmotiche di 12 bar, che corrispondono a 120 m di colonna d’acqua, più alta degli alberi più alti!
Non so perché non possa essere questo il meccanismo che alimenta gli alberi, ma pare non lo sia.
In effetti, se dalla parte salata evapora acqua, la concentrazione di sale aumenta e richiama altra acqua dolce… ma gli esperti dicono che non è questo il motore che spinge l’acqua sugli alberi. Comunque argomento da approfondire!
vita
Ho tenuto per ultima la teoria più affascinante, misteriosa e insondabile: la vita.
Se la salita dell’acqua sugli alberi fosse legata a qualche dinamica vitale, sarebbe inutile affannarsi a cercare un principio fisico. Per esempio, il sangue circola perché il cuore lo pompa, non per fenomeni fisici indipendenti dalla vita.
Gli esperti,-che ovviamente si sono posti il problema già tanto tempo fa- affermano però che l’acqua sale anche sugli alberi morti.
Questo brano, tratto da un libro del 1939, racconta come, dopo aver segata vicino a terra una quercia di 75 anni e avere ucciso le cellule immergendo l’estremità del tronco in una soluzione di acido picrico, che è “tossico per le cellule viventi”, un colorante abbia continuato a salire fino alla cima dell’albero.
L’acqua, poi, avrebbe continuato a salire anche in piante dopo che erano state uccise riscaldandole a 90 °C.
Conclusione
Alcuni studiosi, tra i quali l’eretico Zimmermann, ritengono che diversi fattori combinati siano coinvolti nella salita dell’acqua sugli alberi, ma un meccanismo chiaro e riproducibile non mi risulta sia ancora stato ipotizzato.
Non sempre è possibile trovare soluzioni semplici, soprattutto se i problemi sono complessi, ma è anche opportuno non dimenticare il famoso rasoio di Occam, che invita a non moltiplicare inutilmente le ipotesi e, potendo, a scegliere le più semplici.
Da parte mia, aggiungerei solo che è meglio accontentarsi di un genuino “non lo so” piuttosto che inventare mirabolanti soluzioni solo perché una bella ignoranza spaventa più di una brutta favola (e se qualcuno l’ha già detto… sono d’accordo con lui!).