Нашият собствен опит ни казва, че цвят на морето може да се промени драстично с времето и мястото: от синкаво зелено до много светло зелено до тъмно синьо, сиво и кафяво. Оказва се, че промените в цвета на океана са резултат от комбинация от физически и биологични фактори.
В тази статия обясняваме подробно какъв е цветът на морето, от какво зависи и защо го виждаме по един или друг начин.
цвят на морето
Чистата вода, разбира се, е безцветна. Но дори и така, ако погледнем дълбините, които светлината не достига лесно, тя изглежда тъмно синя. Човешкото око съдържа клетки, които може да открие електромагнитно излъчване с дължини на вълната между 380 и 700 нанометра. В рамките на този диапазон различни дължини на вълната съответстват на различните цветове, които виждаме в дъгата.
Водните молекули по-добре абсорбират светлина, която достига по-дълги дължини на вълната, а именно червено, оранжево, жълто и зелено. Тогава, остава само синьо и дължината е по-къса. Тъй като синята светлина е по-малко вероятно да се абсорбира, тя достига по-дълбоки дълбочини, което прави водата да изглежда синя. Става дума за физика. Но биологията също има значение, защото малките микроби, наречени фитопланктон, имат най-голямо влияние върху цвета на океана.
Биологични процеси, които влияят на цвета на морето
Често по-малки от игла, тези едноклетъчни водорасли използват зелени пигменти за улавяне на слънчевата енергия, превръщайки водата и въглеродния диоксид в органични компоненти които изграждат телата им. Чрез тази фотосинтеза те са отговорни за производството на около половината от кислорода, който ние, хората, консумираме.
По същество фитопланктонът абсорбира червено и синьо електромагнитно лъчение във видимия спектър, но отразява зелено, което обяснява защо водите, които обитават, изглеждат зелени. Определянето на цвета на океана не е просто естетическо упражнение.
Учените наблюдават океаните с помощта на сателити от 1978 г. и макар изображенията да имат естетическа стойност, те служат на друга цел: може да се използва за изследване на замърсяването и фитопланктона. Промените в количествата на тези два елемента и колко те се увеличават или намаляват също могат да дадат признаци на глобално затопляне. Колкото повече фитопланктон има на морската повърхност, толкова повече въглероден диоксид се улавя от атмосферата. Но как учените определят цвета на моретата и океаните?
Научни изследвания
Най-широко използваната техника включва използването на спътници с инструменти за измерване на интензитета на видимата светлина от водата. По-голямата част от слънчевата светлина близо до морската повърхност се улавя от частици във въздуха. Останалата част се абсорбира добре или се диспергира във вода. Но около 10 процента от светлината отскача обратно в атмосферата и вероятно обратно към спътника, което измерва колко от тази светлина намира се в зеленото или синьото на спектъра. Компютрите използват тези данни за оценка на количеството хлорофил във водата. Изследването на цвета на океана даде и по-важни резултати.
Миналата година американски изследователи публикуваха проучване, което показва това Нивата на хлорофил в световните океани са се променили между 1998 и 2012 г. В проучването не се наблюдават никакви тенденции, но промените в цвета, записани от спътници, показват, че нивата на хлорофил спадат в части от северното полукълбо и се повишават в части от южното.
Това накара някои да повярват, че регионите на океана с ниско съдържание на хлорофил, известни като "морски пустини", се разширяват поради покачващите се температури на морето. Но някои казват, че все още няма достатъчно данни, които да покажат как глобалното затопляне засяга нивата на фитопланктона в океаните, които могат да се променят естествено в цикли от 15 или повече години.
Някои проучвания показват, че учените ще трябва да наблюдават цвета на океана повече от 40 години, за да направят заключения. Само тогава ще можем да определим дали и до каква степен се е променил цветът на океана. Следователно да се знае дали хората имат някакво влияние върху нивата на съществуващия планктон и следователно върху въглеродния цикъл.
Какъв цвят ще бъде морето през 2100 година?
Затоплянето на океана променя океанската циркулация и частта от дълбоката вода, която се издига на повърхността. Фитопланктонът се нуждае от светлина (нейната енергия) и хранителни вещества. Повечето от тези хранителни вещества идват от дълбините. Промените, причинени от затоплянето, са довели до по-малко хранителни вещества, достигащи повърхността, така че фитопланктонът вероятно ще намалее в много части на океана.
Цветът на морето зависи от това как слънчевите лъчи взаимодействат със състава на водата. Също така, водните молекули абсорбират почти цялата слънчева светлина с изключение на синьото, така че синьото се отразява.
От друга страна, в океана има не само вода, но и растения, микроорганизми и други органични вещества. Един пример е фитопланктонът, който съдържа хлорофил, зелен, поглъщащ слънчевата светлина пигмент, от който растенията се нуждаят, за да направят храна. Освен това по-голямата част от светлината, отразена от фитопланктона, е зелена. Поради тази причина много части от океана имат зелен оттенък.
Въпреки това, докато океаните се затоплят, някои фитопланктон могат да изчезнат, други да процъфтяват, а трети могат да мигрират в различни региони. Температурата също влияе върху скоростта на растеж на фитопланктона. Някои видове, адаптирани към топла вода, са по-бързи от други, които са адаптирани към студена вода. Така че в райони с по-топли води може да има повече хранителни вещества, така че ще има регионални вариации в състава, броя и разпределението на морските микробни общности, които оцветяват водата.
Цветовете на модела, който са използвали за изследване на еволюцията са използвани за прогнозиране на промените във фитопланктона, като цъфтеж на местни водорасли или подкиселяване на океана.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това какъв е цветът на морето и от какви фактори зависи.