Почему океан голубого цвета? August 12th, 2017
Синий океан. Зеленый океан. Прозрачная бесцветная питьевая вода в стакане. Так какого же цвета вода? На этот вопрос есть удивительный ответ. Чистая вода — голубая. Окраска эта очень слабая, поэтому в маленьком стакане она незаметна.
Но если мы нальем воду в огромный стеклянный аквариум, то увидим отчетливый голубой оттенок воды.
От чего зависит цвет воды? Цвет воды зависит от особенностей поглощения и отражения света молекулами воды. Белый свет, на пример солнечный, можно разложить на составляющие его цвета. Совокупность этих цветов называется спектром. Спектр белого света состоит из цветов радуги. Молекулы воды поглощают свет в красно-зеленой части спектра. Лучи синей части спектра отражаются молекулами. Поэтому мы воспринимаем цвет воды как голубой.
Однако в естественных водоемах цвет воды может быть весьма разнообразным. Посреди океана вода имеет глубокий темно-синий, почти фиолетовый, цвет. Вдоль береговой линии оттенки воды меняются от голубого до зеленого и желто-зеленого. Отчего такая разница? Разнообразие оттенков зависит от того, какие именно частицы взвешены в воде и какова глубина водоема. Около берега вода океана заполнена мелкими плавающими растениями и органическими частицами, которые попадают в нее с суши. Так же, как и их на земные собратья, водные растения, которые называются фитопланктоном, содержат хлорофилл.
Хлорофилл поглощает лучи красной и синей части спектра, а отражает зеленый свет. Поэтому около берега вода часто имеет зеленый оттенок.
Цвет воды и глубина Глубокие синие воды океана подобны безлюдным белым пустыням — и там и тут очень мало жизни. Если смотреть из космоса, то видно, какие океаны изобилуют жизнью, а какие нет. Зеленые воды, как тропические джунгли континентов, наполнены жизнью. Глубокие синие воды бедны жизнью и подобны белым безжизненным пустыням суши. Поглощение света частицами, взвешенными в воде, меняет восприятие цвета и под водой. Представьте себе, что вы погружаетесь в воду в желтой подводной лодке.
Близко от поверхности ваша субмарина будет выглядеть в точном соответствии с исходной окраской — желтой. Но чем глубже вы погружаетесь, тем большее расстояние должен преодолеть свет от поверхности, чтобы достичь подводной лодки. Когда она опустится на глубину 30 метров, большинство лучей желтого, оранжевого и красного цветов будет поглощено молекулами воды.
До лодки дойдут лучи синей и зеленой частей спектра. И вы глядеть ваша субмарина будет не желтой, а сине-зеленой. Если вы погружаетесь еще глубже, будут от сечены зеленые лучи. Под водная лодка теперь кажется тускло-синей. Мутные воды океана, в которых взвешены органические остатки, поглощают больше света, чем прозрачная чистая вода. Поэтому при погружении в мутную воду темнота наступает быстрее.
Океан состоит из соленой воды. Сам он, если выбросить всякую светящуюся живность, не светится. То есть весь свет, который мы видим, приходящий из океана, это отраженный солнечный свет. Но ведь солнечный свет тоже не синий. Спектр солнечного света у поверхности океана вот такой.
Интенсивность падающего на Землю солнечного излучения в зависимости от длины волны на уровне моря. Как видите, максимум излучения приходится на зеленую и желтую часть видимого диапазона.
Цвет океана определяется механизмом поглощения и рассеивания солнечного цвета молекулами воды. Механизм очень сложный. Полностью он был описан только 1923 году геофизиком Василием Шулейкиным. Оказалось, что молекулы воды совершают колебательные и вращательные движения и в результате этого по-разному поглощает разные длины волн. Более всего поглощаются красный, а менее всего - синий. Синий цвет рассеивается и отражается обратно в воздух, а красный так и остается поглощенным внутри океана. Это приводит к тому, что океан нам кажется синим, а под водой все фотографии отдают синевой. Так что, если соберетесь фотографировать рыбок, не забудьте вспышку.
Диаграмма, показывающая, как солнечный свет проходит через океан. Красный почти сразу поглощается, поэтому уже на небольшой глубине красных цветов под водой почти нет. Зеленый доходит метров до ста. А синий - до 200-300 м.
Прозрачность океана определяется не только молекулами воды, но и мелкими существами, что там живут. Планктон, взвеси, грязь - все это снижает прозрачность в океане. Недавно НАСА провела исследования и обнаружила, что самая низкая концентрация планктона находится у берегов Острова Пасхи.
Именно поэтому океан там самый прозрачный в мире.
Если не видели, то рекомендую заглянуть на страничку проекта Земная обсерватория (НАСА) и посмотреть совершенно потрясающие наблюдения концентрации фитопланктона в мировом океане за последние десять лет. Там же - поведение температуры океана. Там видно, например, где на Земле самое теплое море, почему киты проводят лето в северных широтах у побережья Аляски и Алеутских островов, или почему за три недели плавания по Тихому океану мы почти никакой живности вдали от берега не видели.
Источники:
Озеро, речка, море, океан… Все мы любим эти явления, и часто даже не задумываясь, говорим о них как о синих или голубых водных богатствах природы. Наблюдая за водными стихиями, мы восторгаемся, ужасаемся или смиряемся в своей душе. А более ученый и любопытный глаз иногда замечает цветовые изменения в морской пучине.
Почему же это происходит? Почему вода в океане иногда голубая, иногда черная, а когда берешь ее в руки – она прозрачная и не имеет цвета? Что же это за чудесные превращения? Углубимся в научные просторы и попробуем найти ответы на них.
В начале девятнадцатого века географ из Швейцарии Ф. Форель изобрел прибор, с помощью которого можно было измерять цвет воды. Шкала этого прибора состояла из разных химических растворов, которые всегда имели одни и те же оттенки. Эта шкала и по сей день называется ксантометр.
Вообще цвет воды ученые определяют ее способностью отражать или пропускать сквозь себя какие-либо оттенки солнечного спектра. Например, снег, поскольку он отражает только белый оттенок - он белый, лед прозрачный, потому что он пропускает сквозь себя солнечный свет. А вода одновременно и отражает и пропускает сквозь себя голубой оттенок солнечного спектра. В полной тени или сумерках голубой цвет из воды исчезает и она становится совершенно бесцветной.
Так что, в данном случае, синее небо над океаном, как полагают многие, вообще ни имеет никакого отношения к цвету воды.
Есть еще некоторые факторы, которые влияют на цвет морей и океанов в мире – это химический состав воды. Ведь если глянуть на океанский простор с высоты птичьего полета, можно легко заметить, что далеко не вся поверхность его окрашена в голубой цвет. В каких-то местах оттенок воды изменяется и приобретает несколько иной вид. Происходит это из-за постоянного движения воды и смешивания ее с различными подземными потоками и вливаниями извне. Поэтому вода в океане в разных местах меняет свой химический состав, а, следовательно, и цвет.
Бывает, что вода становится красноватой или зеленоватой, бывает виден ярко выраженный оливковый цвет. Такие чудесные превращения происходят из-за наличия водорослей находящихся в том или ином месте. Подводный мир неимоверно велик и разнообразен, и цвет водорослей так же влияет на расцветку поверхности воды в океане.
Еще разнообразие оттенков в воде океана зависит от глубины того или иного места океана. Океан – это совершенно обособленный от земной жизни мир. Там все свое: своя жизнь, свои обитатели, свои законы и свои правила. Так же как и на земной поверхности, жизнь в океане распределена не равномерно. Снова возносясь в небесные просторы, и взглянув оттуда на водную гладь, можно без труда определить, где в океане кипит и бурлит жизнь, а где расположены «пустыни», безжизненные и суровые. Зеленый оттенок воды в тех или иных участках, говорит о не самой большой глубине и о высокой плотности «населения». А вот чем ярче синева воды, тем глубже в этом месте океан, и тем яснее просматриваются «пустынные» местности в границах этой страны.
Ну вот, теперь все мы знаем, что голубой цвет воды в океане зависит сразу от нескольких факторов, перечисленных выше.
Вы когда-нибудь задумывались, почему море синее? Вы замечали, что океан имеет различные цвета в разных регионах мира? Здесь вы можете узнать больше о цвете воды в морях и океанах.
В зависимости от того, где вы находитесь, море может выглядеть насыщено синим, голубым, зеленым и даже красным или коричневым. Но зачастую, если вы наберете морскую воду в ведро, то она будет прозрачной. Так почему же океан или море имеют цвет, когда вы смотрите на воду? Цвета, которые мы видим в океане, определяются тем, что находится в воде, и какие цвета она поглощает и отражает.
Почему морская вода зеленая?
Вода с большой концентрацией фитопланктона (крошечные микроорганизмы) будет иметь плохую видимость и выглядеть зеленовато-серовато-синей. Это происходит потому, что фитопланктон содержит хлорофилл, который поглощает синие и красные волны света, но отражает желто-зеленые. Вот почему вода в море, богатая планктоном, будет выглядеть зеленой для нас.
Почему вода в море красная?
Морская вода может даже приобретать красный или красноватый окрас во время «красной волны». Причиной этого явления служит наличие в ней динофлагеллярных организмов, которые имеют красноватый окрас.
Обычно мы представляем океан или море синими
Посетите тропический океан, как на юге Флориды или Карибского бассейна, и вода, вероятно, будет переливаться красивым бирюзовым цветом. Это связано с отсутствием фитопланктона и других частиц в воде. Когда солнечный свет проходит через воду, молекулы воды поглощают красный свет, но отражают синий, делая ее ярко-синей или голубой.
Ближе к берегу, морская вода может быть коричневой
В прибрежных районах, морская вода может казаться грязно-коричневой. Это происходит из-за большого количества донных отложений, а также мутных вод ручьев и рек, впадающих в море или океан.
В открытом море вода более темная. Это потому, что есть предел, куда способен проникать солнечный свет. На глубине около 200 метров очень мало света, а на глубине 2000 метров полностью темно.
Морская вода также отражает цвет неба
В какой-то степени океан отражает цвет неба. Вот почему, когда вы смотрите на океан, он может выглядеть серым в пасмурную погоду, оранжевым во время восхода и захода солнца, или блестяще-синим в безоблачный солнечный день.
«Почему небо синее или голубое?» — классический вопрос любопытного ребёнка. Это действительно интересно, причём иногда и взрослым людям. Однако вопрос, почему того же цвета океан или море, мы задаём гораздо реже. Возможно, это связано с тем, что море находится под небом? И просто отражает его цвет? Но если наука чему-то нас и научила, так это тому, что очевидные ответы чаще всего оказываются неверными. Как и в этом случае. Потому что цвет океана на самом деле связан с тем, что вода голубая по своей природе. Небо кажется таким из-за рэлеевского рассеяния, при котором голубой свет отражается от молекул воздуха лучше, чем красный.
Некоторая часть этого излучения отражается и от поверхности воды, но моря выглядят синими не поэтому. Основная причина здесь в поглощении света, а не отражении. Разные виды излучения по-разному воздействуют на молекулы воды. Когда солнечный свет попадает в воду, красная часть его спектра заставляет их колебаться. Таким образом, вода поглощает красный, желтый и зелёный цвета лучше, чем голубой. Большинство молекул воды плохо реагирует на последний, поэтому он довольно свободно проходит вниз.
В небольшом количестве воды, например в стакане, она кажется белой, но даже здесь свет красной части спектра проходит хуже, чем голубой. В океане же, где глубина достигает многих километров, красный свет практически полностью поглощается уже через сотню метров, поэтому вода выглядит синей. Тем не менее, с расстоянием растворяется и этот цвет — на глубине более километра вода уже совершенно тёмная. Какая-то часть голубого света отражается водой обратно, в сторону поверхности, придавая морям и океанам Земли ту замечательную окраску, которую мы так любим. В некоторых местах планеты есть водоёмы, имеющие другой цвет. Например, зеленовато-синий, если в воде много водорослей, отражающих зелёный свет. А устья вообще кажутся коричневыми из-за большой концентрации грунта и солей.
Некоторые морские обитатели, кстати, научились пользоваться голубизной воды на определённых глубинах — они приобрели красный окрас. В чём тут фокус, спросите вы? В том, что в отсутствие света красной части спектра они кажутся чёрными. Это помогает им избегать внимания хищников и, в свою очередь, более успешно охотиться уже на свою добычу.
Итак, какого бы цвета ни было небо в данный конкретный момент времени, запомните — до определённой глубины моря и океаны всегда синие. И теперь вы знаете, почему.
Наверняка каждый из вас хоть раз побывал на морском побережье и окунулся в синее-синее море. Но всегда ли море кажется синим? Отнюдь. Моря имеют различные цвета . К примеру, в северных морях вода темно-зеленая; у берегов - бурая или желтая. Мрачным свинцово-серым море становится в штормовую погоду.
А зависит цвет моря от толщи воды, в которой рассеивается и отражается дневной свет. Молекулы чистой морской воды отражают и возвращают к поверхности моря синие лучи. Если в воде очень много зеленых водорослей, то море кажется зеленым. Минеральные частицы и гумус, а также бурые водоросли придают морю бурый или желтый цвет.
Не зря Желтое море называется именно так. Дело в том, что реки приносят с суши огромное количество частиц, поэтому вода этого моря имеет желтую окраску.
И Красное море вполне оправдывает свое название - красный цвет воде придают бурые микроскопические водоросли.
Кстати, на цвет поверхности моря влияет цвет неба - если на небе нет ни облачка, усиливаются синие тона, а темные облака придают морю свинцово-серый цвет.
Вероятно, вам будет интересно узнать ответ на вопрос: почему Черное море называется именно так? Тут тоже дело в водорослях?
Стоит отметить, что Черное море сменило несколько названий. Существует несколько гипотез происхождения именно этого названия. К примеру, моряки считают, что море называется "Черным" потому, что на нем бывают очень сильные штормы, во время которых вода в море темнеет. Однако штормы-то в Черном море не частые гости, да и цвет воды при шторме меняется в любом море, не только в Черном.
