הבה נתחיל מה"בעיה": המים להם זקוק העץ על מנת לחיות, נמצאים למטה, בקרקע. העצים זקוקים למים על מנת לבצע את תהליך הפוטוסינתזה, אותו "קסם" המאפשר לעצים להפוך מים לפחמימה מזינה באמצעות אור (ו"על הדרך" לפלוט לאוויר חמצן, לייצר את הצבע הירוק ולחולל עוד כמה פלאים שלהם נקדיש כתבות נוספות).
אך אם נחזור למים אי שם למטה באדמה, הרי אלו צריכים להגיע אל מרומי צמרתו של העץ (ובעצים מסוימים מדובר במרחק של עשרות מטרים – למעשה, העץ הגבוה בעולם מתנשא לגובה בלתי נתפס של כ-100 מטר!), אך לעצים כיידוע, אין משאבת מים וגם לא קש דרכו הם יכולים למצוץ את המים ולגרום להם לנצח את כוח המשיכה... אז איך בכל זאת מתחולל הקסם?
ובכן, על מנת להבין את המנגנון, צריך להכיר כמה מושגים פיזיקליים הקשורים למים:
1. אדהזיה וקוהזיה – שני כוחות אלו מתארים את נטיית טיפות המים להתלכד יחד ואת נטייתן "להידבק" לחומרים אחרים. בפשטות, הסיבה לכך שטיפות מים נמשכות זו לזו ונוטות "להתכדר" לכדי צורה עגולה וליצור אזורים "גבוהים יותר" בצמוד לדפנות כלים בהם יש מים, הם תולדה של שני כוחות אלו.
2. כוח הנימיות (הכוח הקפילארי בלעז) – זהו כוח שנובע למעשה משני הכוחות הקודמים והוא זה אשר גורם למים "לטפס" מעלה, בניגוד גמור לכוח המשיכה, דרך צינורות. ככל שקוטר הצינור קטן יותר, כך יגדל כוח הנימיות. רוצים לראות את הכוח בפעולה? קחו כוס מים, הניחו בתוכה צינור זכוכית בעל קוטר קטן ככל האפשר (הפתוח בשני קצותיו) וראו כיצד המים מטפסים מעלה.
בנוסף לאלו, ישנם עוד שני כוחות השותפים לתהליך:
1. פעפוע (דיפוזיה בלעז) – זוהי תופעה הגורמת למולקולות המים לעבור תמיד מאזור בו יש ריכוז חומרים מומסים נמוך יותר, אל האזור בו ריכוז החומרים המומסים גבוה יותר וזאת על מנת לייצר "שוויון ריכוזים".
2. תת לחץ (ואקום בלעז) – בקצרה, מדובר על מצב בו אוויר ו\או נוזלים יעברו מחלל בו יש לחץ אוויר גבוה יותר לאזור בו לחץ האוויר נמוך יותר. הדוגמה הכי קלה להבנה היא האופן בו אנו שואבים נוזל למזרק. כשאנו מושכים את בוכנת המזרק, אנו יוצרים לחץ נמוך יותר בתוך חלל המזרק ולכן הנוזל בכלי ממנו אנו שואבים, ישאף להיכנס לחלל המזרק.
עכשיו, הבה ניקח את כל התופעות הללו, נשלב אותן יחד ונלווה את המים מן השורשים ועד לקצות העלים בצמרת.
המים, נמצאים כאמור בקרקע. בשלב הראשון, שורשי העץ הנטועים עמוק באדמה משתמשים בתופעת הפעפוע על מנת "למשוך" את מולקולות המים פנימה אליהם. ריכוז החומרים המומסים בתוך שורשי העץ גבוהה יותר מריכוזם מחוץ לשורש ולכן המים (ששואפים להשוות ריכוזים), נמשכים פנימה ומגיעים אל מערכת הצינורות שבשורשים.
עתה, משנמצאים המים בתוך אותם צינורות דקיקים, הם מתחילים "לטפס" מעלה בעזרת שני כוחות: כוח הנימיות וכוח תת הלחץ.
צינורות המים הדקיקים מסייעים למים להתגבר על כוח המשיכה ובעזרת נטיית המולקולות להתלכד ו"להידבק" אל דפנות הצינורות, הם מטפסים אט אט מעלה.
את תת הלחץ, יוצר העץ מעצם העובדה שבעלים עצמם (אם נתאר זאת באופן ציורי) נמצאים קצות אותם צינורות שמתחיל בשורשים. בקצה כל צינור, נמצא תא קטנטן הקרוי פיונית (לא סתם השם מזכיר את המילה "פה", שכן התא הזה נראה כמו פה קטן הנפתח ונסגר) והעץ, פותח וסוגר אותו לפי הצורך כחלק מתהליך הפוטוסינתזה. כשהפה הזה נפתח, הוא מאפשר בין היתר למים להתאדות (תהליך הנקרא דיות) מה שיוצר בקצה הצינור העליון, את אותו תת לחץ שמסייע גם הוא למים שלמטה, "להימשך" עד קצוות העלים בצמרת.
ובכן, הרי לכם התשובה, כך עצים שותים.
רוצים לערוך ניסוי ביתי פשוט שידגים לכם כיצד זה קורה בפועל?
כל מה שאתם זקוקים לו הוא כמה גבעולי סלרי טריים, כוס מים ומעט נוזל צבע מאכל (רצוי בצבע אדום). טפטפו מספר טיפות של צבע המאכל לכוס, הניחו את גבעולי הסלרי (כשהעלים כלפי מעלה) ולמחרת תגלו כיצד כל העלים וגם חלק מה"גזע" נצבעו אדום.