Как проветривается термитник

Термитник может использовать смену дневного нагрева и ночного охлаждения для движения воздуха по внутренним каналам. Наружные и глубокие части постройки меняют температуру с разной скоростью, поэтому возникает циркуляция. Она помогает удалять углекислый газ из гнезда. Однако устройство разных термитников различается: одного объяснения для любой постройки недостаточно.

Под словом «дышит» здесь понимают обмен воздуха в сооружении. Земляная стенка не становится дыхательной тканью насекомого. Важны связанные проходы, перемещение воздуха внутри и обмен газами через оболочку постройки. Это разные звенья одной системы.

Для чего нужны каналы

У исследованных грибоводческих термитов надземная постройка содержит сеть широких каналов, связанную с подземным гнездом. Крупный выступающий холм поэтому не обязательно является жилым помещением, заполненным насекомыми по всей высоте. Его устройство рассматривают вместе с потребностями колонии в подходящем микроклимате и обмене дыхательными газами.

Представить задачу можно через два вопроса. Куда переместился воздух из гнезда? Каким путём его газы обменялись с наружной средой? Простого кружения одной и той же порции внутри было бы недостаточно. Геометрия каналов работает совместно с пористостью стенок, а не заменяет её.

Почему день и ночь меняют поток

В работе 2015 года движение воздуха измеряли в естественных постройках одного южноазиатского вида. Тонкие наружные каналы днём нагревались быстрее глубокой центральной части. Воздух поднимался по наружным проходам и опускался по внутреннему пути, образуя замкнутую циркуляцию. Ночью соотношение температур менялось, а вместе с ним разворачивался поток.

Это пример конвекции — движения воздуха из-за различий его плотности при неодинаковой температуре. Для объяснения важна задержка нагрева и охлаждения массивной части относительно тонкой. Речь не о постоянно работающем внутреннем вентиляторе и не о необходимости открытого отверстия на вершине.

Одинаково ли устроены африканские постройки

Исследование 2017 года проверило похожий механизм у другого вида, африканского. Авторы непосредственно измеряли температуру и скорость воздуха внутри постройки. Суточные изменения нагрева тоже поддерживали циркуляцию, но картина не полностью повторяла южноазиатский случай.

Различались условия прямого солнечного освещения и распределение углекислого газа. В южноазиатских термитниках наблюдали заметное перемешивание ранее разделённых слоёв газа раз в сутки; в африканских его концентрация была сравнительно равномерной. Поэтому сходный источник энергии ещё не означает одинакового расписания и направления каждого местного потока.

Какую роль может играть ветер

В исследовании 2001 года движение воздуха в гнёздах и постройках африканского вида изучали с помощью вещества, позволяющего проследить перемещение газа. Автор описал существенную роль ветра: изменения его скорости и направления вызывали движения воздуха, похожие на прилив и отлив, даже в полностью замкнутой постройке.

В этой работе условия для сильной естественной конвекции оценивались как редкие. Более поздние непосредственные измерения дали другую картину ведущего механизма. Это причина сопоставлять методы и условия исследований, а не объявлять ветер единственным двигателем или полностью исключать его из объяснения.

Что показывает внешний вид

Высота, рёбра и форма стенок помогают описать постройку, но фотография не измеряет скорость воздуха и концентрацию газа. По одному снимку нельзя установить, как меняется поток ночью, какие проходы соединены внутри и насколько хорошо работает обмен с наружной средой.

Скорость потока и концентрация углекислого газа отвечают на разные вопросы. Первая показывает перемещение воздуха в выбранном канале, вторая — состояние газовой среды в месте измерения. Для связи циркуляции с вентиляцией полезно сопоставлять оба показателя в течение суток.

Главный вывод состоит в связи формы, свойств материала и внешнего источника энергии. В изученных случаях колония создавала сооружение, использующее изменения окружающей среды. Проверяют такую работу измерениями внутри каналов и наблюдением за газами, а не одним сходством термитника с человеческим зданием.