Las emisiones ultrasónicas revelan burbujas de cavitación individuales en madera con estrés hídrico

Bajo condiciones de sequía, el xilema de los árboles que conduce la savia ascendente produce emisiones ultrasónicas cuya origen exacto no está claro. Introducimos un nuevo método para registrar simultáneamente tanto eventos acústicos como la observación óptica de los conductos del xilema dentro de rebanadas de madera que fueron embebidas en un material transparente estableciendo un estrés hídrico. En este artículo, resolvemos el rápido desarrollo de todas las burbujas de cavitación y demostramos que cada emisión ultrasónica estaba vinculada a la nucleación de una sola burbuja, cuya energía acústica es una función creciente del tamaño del conducto donde ocurrió la nucleación y también del estrés hídrico. Modelamos estas observaciones por el hecho de que las columnas de agua en los conductos almacenan energía elástica y la liberan en ondas acústicas cuando son quebradas por burbujas de cavitación. Así, las columnas de agua son elásticas y no rígidas, 'cables de agua' tensados por los estreses hídricos. Las burbujas de cavitación están en el origen de una embolia, cuyo desarrollo fue seguido en nuestros experimentos. Dicha embolia de la circulación de la savia puede resultar en una condición fatal para los árboles vivos. Estos hallazgos proporcionan nuevas ideas para el monitoreo no destructivo de embolias en los árboles, y sugieren un nuevo enfoque para estudiar medios porosos bajo estrés hídrico.