Naše vlastní zkušenost nám říká, že barva moře se může dramaticky měnit s časem a místem: od modrozelené přes velmi světle zelenou až po tmavě modrou, šedou a hnědou. Ukazuje se, že změny v barvě oceánu jsou výsledkem kombinace fyzikálních a biologických faktorů.
V tomto článku podrobně vysvětlujeme, jaká je barva moře, na čem závisí a proč ji vidíme tak či onak.
barva moře
Čistá voda je samozřejmě bezbarvá. Ale i tak, když se podíváme do hloubek, kam se světlo jen tak nedostane, jeví se tmavě modrá. Lidské oko obsahuje buňky, které dokáže detekovat elektromagnetické záření o vlnových délkách mezi 380 a 700 nanometry. V tomto rozsahu odpovídají různé vlnové délky různým barvám, které vidíme v duze.
Molekuly vody lépe absorbují světlo, které dosahuje delších vlnových délek, konkrétně červené, oranžové, žluté a zelené. Pak, zůstává pouze modrá a délka je kratší. Vzhledem k tomu, že je méně pravděpodobné, že se modré světlo absorbuje, dostane se do hlubších hloubek, takže voda vypadá modře. Je to o fyzice. Ale na biologii záleží také, protože na barvu oceánu mají největší vliv drobní mikrobi zvaní fytoplankton.
Biologické procesy, které ovlivňují barvu moře
Tyto jednobuněčné řasy často menší než jehla používají zelené pigmenty k zachycení sluneční energie, přeměně vody a oxidu uhličitého na organické složky které tvoří jejich těla. Prostřednictvím této fotosyntézy jsou zodpovědné za produkci asi poloviny kyslíku, který my lidé spotřebujeme.
Fytoplankton v podstatě absorbuje červené a modré elektromagnetické záření ve viditelném spektru, ale odráží zelenou, což vysvětluje, proč se vody, které obývají, jeví jako zelené. Určení barvy oceánu není jen estetické cvičení.
Vědci monitorují oceány pomocí satelitů od roku 1978, a přestože snímky mají estetickou hodnotu, slouží jinému účelu: lze použít ke studiu znečištění a fytoplanktonu. Změny v množství těchto dvou prvků a jak moc se zvyšují nebo snižují, mohou také poskytovat známky globálního oteplování. Čím více fytoplanktonu je na mořské hladině, tím více oxidu uhličitého je zachycováno z atmosféry. Jak ale vědci určují barvu moří a oceánů?
Vědecké studie
Nejrozšířenější technika zahrnuje použití satelitů s přístroji k měření intenzity viditelného světla z vody. Většina slunečního záření v blízkosti mořské hladiny je zachycována vzdušnými částicemi. Zbytek je dobře absorbován nebo rozptýlen ve vodě. Ale asi 10 procent světla se odrazí zpět do atmosféry a možná zpět do satelitu, který měří, kolik tohoto světla nachází se v zelené nebo modré části spektra. Počítače používají tato data k odhadu množství chlorofylu ve vodě. Studium barvy oceánu také přineslo důležitější výsledky.
Minulý rok američtí vědci zveřejnili studii, která to ukazuje Hladiny chlorofylu ve světových oceánech se mezi lety 1998 a 2012 změnily. Studie nezaznamenala žádné trendy, ale barevné změny zaznamenané satelity ukázaly, že hladiny chlorofylu v částech severní polokoule klesly a v částech jižní vzrostly.
To vedlo některé k domněnce, že oblasti oceánu s nízkým obsahem chlorofylu známé jako „mořské pouště“ se rozšiřují kvůli rostoucí teplotě moře. Někteří ale říkají, že zatím není dostatek údajů, které by ukázaly, jak globální oteplování ovlivňuje hladiny fytoplanktonu v oceánech, které by se mohly přirozeně měnit v cyklech 15 a více let.
Některé studie naznačují, že by vědci museli sledovat barvu oceánu více než 40 let, aby mohli vyvodit závěry. Teprve pak budeme schopni určit, zda a do jaké míry se barva oceánu změnila. Proto vědět, zda mají lidé nějaký vliv na hladiny existujícího planktonu, a tedy na uhlíkový cyklus.
Jakou barvu bude mít moře v roce 2100?
Oteplování oceánů mění cirkulaci oceánů a část hluboké vody, která stoupá na povrch. Fytoplankton potřebuje světlo (jeho energii) a živiny. Většina těchto živin pochází z hlubin. Změny způsobené oteplováním vedly k tomu, že se na povrch dostalo méně živin, takže fytoplankton pravděpodobně v mnoha částech oceánu ubude.
Barva moře závisí na tom, jak se sluneční paprsky ovlivňují se složením vody. Molekuly vody také absorbují téměř všechno sluneční světlo kromě modré, takže modrá se odráží.
Na druhou stranu v oceánu není jen voda, ale také rostliny, mikroorganismy a další organické látky. Jedním z příkladů je fytoplankton, který obsahuje chlorofyl, zelený pigment pohlcující sluneční záření, který rostliny potřebují k výrobě potravy. Také většina světla odraženého fytoplanktonem je zelená. Z tohoto důvodu má mnoho částí oceánu zelený odstín.
Jak se však oceány ohřívají, některý fytoplankton může vyhynout, jiný může prosperovat a další může migrovat do jiných oblastí. Teplota také ovlivňuje rychlost růstu fytoplanktonu. Některé druhy adaptované na teplou vodu jsou rychlejší než jiné, které jsou adaptovány na studenou vodu. Takže v oblastech s teplejšími vodami může být více živin, takže budou existovat regionální rozdíly ve složení, počtu a distribuci mořských mikrobiálních společenství, která barví vodu.
Barvy modelu, který použili ke studiu evoluce byly použity k predikci změn ve fytoplanktonu, jako jsou místní výkvěty řas nebo acidifikace oceánů.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o tom, jaká je barva moře a na jakých faktorech závisí.