Чому океан блакитного кольору
Синій океан. Зелений океан. Прозора безбарвна питна вода у склянці. Тож якого кольору вода? На це питання є дивовижна відповідь. Чиста вода – блакитна. Забарвлення це дуже слабке, тому в маленькій склянці воно непомітне.
Але якщо ми наллємо воду у величезний скляний акваріум, побачимо виразний блакитний відтінок води.
Від чого залежить колір води? Колір води залежить від особливостей поглинання та відбиття світла молекулами води. Біле світло, наприклад сонячне, можна розкласти на його кольори. Сукупність цих кольорів називається спектром. Спектр білого світла складається із кольорів веселки. Молекули води поглинають світло у червоно-зеленій частині спектру. Промені синьої частини спектра відбиваються молекулами. Тому ми сприймаємо колір води як блакитний.
Однак у природних водоймищах колір води може бути дуже різноманітним. Серед океану вода має глибокий темно-синій, майже фіолетовий колір. Уздовж берегової лінії відтінки води змінюються від блакитного до зеленого та жовто-зеленого. Чому така різниця? Різноманітність відтінків залежить від того, які саме частки зважені у воді та яка глибина водойми. Біля берега вода океану заповнена дрібними плаваючими рослинами та органічними частинками, які потрапляють до неї із суші. Так само, як і їх на земні побратими, водяні рослини, які називаються фітопланктоном, містять хлорофіл.
Хлорофіл поглинає промені червоної та синьої частини спектру, а відбиває зелене світло. Тому біля берега вода часто має зелений відтінок.
Колір води і глибина Глибокі сині води океану подібні до безлюдних білих пустель — і там і тут дуже мало життя. Якщо дивитися з космосу, то видно, які океани рясніють життям, аякі ні. Зелені води, як тропічні джунглі континентів, сповнені життям. Глибокі сині води бідні життям і подібні до білих неживих пустель суші. Поглинання світла частинками, зваженими у воді, змінює сприйняття кольору та під водою. Уявіть собі, що ви занурюєтеся у воду в жовтому підводному човні.
Близько від поверхні ваша субмарина виглядатиме у точній відповідності до вихідного забарвлення — жовтого. Але чим глибше ви занурюєтеся, тим більша відстань має подолати світло від поверхні, щоб досягти підводного човна. Коли вона опуститься на глибину 30 метрів, більшість променів жовтого, помаранчевого та червоного кольорів буде поглинена молекулами води.
До човна дійдуть промені синьої та зеленої частин спектру. І ви дивитися ваша субмарина буде не жовтою, а синьо-зеленою. Якщо ви занурюєтеся ще глибше, будуть відрізані зелені промені. Під водяний човен тепер здається тьмяно-синім. Каламутні води океану, в яких зважені органічні залишки, поглинають більше світла, ніж чиста прозора вода. Тому при зануренні в каламутну воду темрява настає швидше.
Океан складається із солоної води. Сам він, якщо викинути всяку живність, що світиться, не світиться. Тобто все світло, яке ми бачимо, що приходить з океану, це відбите сонячне світло. Але ж сонячне світло теж не синє. Спектр сонячного світла біля поверхні океану такий.
Інтенсивність падаючого Землю сонячного випромінювання залежно від довжини хвилі лише на рівні моря. Як бачите, максимум випромінювання припадає на зелену та жовту частину видимого діапазону.
Колір океану визначається механізмом поглинання та розсіювання сонячного кольору молекулами води. Механізм дуже складний. Повністю він був описаний лише 1923 геофізиком Василем Шулейкіним.Виявилося, що молекули води здійснюють коливальні та обертальні рухи і внаслідок цього по-різному поглинає різні довжини хвиль. Найбільше поглинаються червоний, а найменше – синій. Синій колір розсіюється і відбивається у повітря, а червоний і залишається поглиненим всередині океану. Це призводить до того, що океан нам здається синім, а під водою усі фотографії віддають синьовою. Так що якщо зберетеся фотографувати рибок, не забудьте спалах.
Діаграма показує, як сонячне світло проходить через океан. Червоний майже одразу поглинається, тому вже на невеликій глибині червоних квітів під водою майже немає. Зелений сягає метрів до ста. А синій – до 200-300 м.
Прозорість океану визначається як молекулами води, а й дрібними істотами, що там живуть. Планктон, суспензії, бруд - все це знижує прозорість в океані. Нещодавно НАСА провела дослідження та виявила, що найнижча концентрація планктону знаходиться біля берегів Пасхи.
Саме тому океан там найпрозоріший у світі. Якщо не бачили, то рекомендую заглянути на сторінку проекту Земна обсерваторія (НАСА) і подивитися приголомшливі спостереження концентрації фітопланктону у світовому океані за останні десять років. Там - поведінка температури океану. Там видно, наприклад, де на Землі найтепліше море, чому кити проводять літо в північних широтах біля узбережжя Аляски та Алеутських островів, або чому за три тижні плавання Тихим океаном ми майже ніякої живності далеко від берега не бачили.