Unsere eigene Erfahrung sagt uns, dass die Farbe des Meeres kann sich mit Zeit und Ort dramatisch ändern: von bläulichen Grüntönen über sehr helle Grüntöne bis hin zu dunklen Blau-, Grau- und Brauntönen. Es stellt sich heraus, dass Veränderungen der Ozeanfarbe das Ergebnis einer Kombination aus physikalischen und biologischen Faktoren sind.
In diesem Artikel erklären wir ausführlich, was die Farbe des Meeres ist, wovon es abhängt und warum wir es auf die eine oder andere Weise sehen.
Farbe des Meeres
Reines Wasser ist natürlich farblos. Aber trotzdem, wenn wir in Tiefen blicken, die das Licht nicht so leicht erreicht, erscheint es dunkelblau. Das menschliche Auge enthält Zellen, die kann elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen 380 und 700 Nanometern erkennen. Innerhalb dieses Bereichs entsprechen unterschiedliche Wellenlängen den unterschiedlichen Farben, die wir im Regenbogen sehen.
Wassermoleküle absorbieren besser Licht, das längere Wellenlängen erreicht, nämlich Rot, Orange, Gelb und Grün. So, nur blau bleibt und die Länge ist kürzer. Da blaues Licht weniger wahrscheinlich absorbiert wird, gelangt es in tiefere Tiefen und lässt das Wasser blau erscheinen. Es geht um Physik. Aber auch die Biologie spielt eine Rolle, denn es sind die winzigen Mikroben namens Phytoplankton, die den größten Einfluss auf die Farbe des Ozeans haben.
Biologische Prozesse, die die Farbe des Meeres beeinflussen
Diese einzelligen Algen sind oft kleiner als eine Nadel und verwenden grüne Pigmente um die Energie der Sonne einzufangen und Wasser und Kohlendioxid in organische Bestandteile umzuwandeln die ihre Körper ausmachen. Durch diese Photosynthese produzieren sie etwa die Hälfte des Sauerstoffs, den wir Menschen verbrauchen.
Im Wesentlichen absorbiert Phytoplankton rote und blaue elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektrum, reflektiert aber grüne, was erklärt, warum die Gewässer, in denen sie leben, grün erscheinen. Die Bestimmung der Farbe des Ozeans ist nicht nur eine ästhetische Übung.
Seit 1978 überwachen Wissenschaftler die Ozeane mit Hilfe von Satelliten, und obwohl die Bilder einen ästhetischen Wert haben, dienen sie einem anderen Zweck: kann zur Untersuchung von Umweltverschmutzung und Phytoplankton verwendet werden. Änderungen in den Mengen dieser beiden Elemente und wie stark sie zu- oder abnehmen, können ebenfalls Anzeichen für eine globale Erwärmung sein. Je mehr Phytoplankton sich auf der Meeresoberfläche befindet, desto mehr Kohlendioxid wird der Atmosphäre entzogen. Doch wie bestimmen Wissenschaftler die Farbe der Meere und Ozeane?
Wissenschaftliche Studien
Die am weitesten verbreitete Technik beinhaltet die Verwendung von Satelliten mit Instrumenten zur Messung der Intensität des sichtbaren Lichts von Wasser. Der größte Teil des Sonnenlichts in der Nähe der Meeresoberfläche wird von Partikeln in der Luft eingefangen. Der Rest wird gut absorbiert oder in Wasser dispergiert. Aber etwa 10 Prozent des Lichts prallen zurück in die Atmosphäre und möglicherweise zurück zum Satelliten, der misst, wie viel dieses Lichts ist es befindet sich im Grün oder Blau des Spektrums. Computer verwenden diese Daten, um die Menge an Chlorophyll im Wasser abzuschätzen. Die Untersuchung der Farbe des Ozeans lieferte auch wichtigere Ergebnisse.
US-Forscher haben im vergangenen Jahr eine Studie veröffentlicht, die das zeigt Der Chlorophyllgehalt in den Weltmeeren hat sich zwischen 1998 und 2012 verändert. In der Studie wurden keine Trends festgestellt, aber von Satelliten aufgezeichnete Farbveränderungen zeigten, dass der Chlorophyllgehalt in Teilen der nördlichen Hemisphäre sank und in Teilen des Südens stieg.
Dies hat einige zu der Annahme veranlasst, dass sich chlorophyllarme Regionen des Ozeans, die als „Meereswüsten“ bekannt sind, aufgrund steigender Meerestemperaturen ausdehnen. Einige sagen jedoch, dass es noch nicht genügend Daten gibt, um zu zeigen, wie sich die globale Erwärmung auf den Phytoplanktongehalt in den Ozeanen auswirkt, der sich auf natürliche Weise in Zyklen von 15 Jahren oder mehr ändern könnte.
Einige Studien deuten darauf hin, dass Wissenschaftler die Meeresfarbe mehr als 40 Jahre lang überwachen müssten, um Schlussfolgerungen zu ziehen. Nur dann können wir feststellen, ob und inwieweit sich die Farbe des Ozeans verändert hat. Um also zu wissen, ob der Mensch Einfluss auf den Gehalt an vorhandenem Plankton und damit auf den Kohlenstoffkreislauf hat.
Welche Farbe wird das Meer im Jahr 2100 haben?
Die Ozeanerwärmung verändert die Ozeanzirkulation und den Teil des Tiefenwassers, der an die Oberfläche steigt. Phytoplankton braucht Licht (seine Energie) und Nährstoffe. Die meisten dieser Nährstoffe kommen aus der Tiefe. Durch die Erwärmung verursachte Veränderungen haben dazu geführt, dass weniger Nährstoffe an die Oberfläche gelangen, sodass das Phytoplankton in vielen Teilen des Ozeans wahrscheinlich zurückgehen wird.
Die Farbe des Meeres hängt davon ab, wie die Sonnenstrahlen mit der Zusammensetzung des Wassers interagieren. Außerdem absorbieren Wassermoleküle fast das gesamte Sonnenlicht außer Blau, Das Blau wird also reflektiert.
Andererseits gibt es im Ozean nicht nur Wasser, sondern auch Pflanzen, Mikroorganismen und andere organische Stoffe. Ein Beispiel ist Phytoplankton, das Chlorophyll enthält, ein grünes, Sonnenlicht absorbierendes Pigment, das Pflanzen zur Nahrungsherstellung benötigen. Außerdem ist das meiste von Phytoplankton reflektierte Licht grün. Aus diesem Grund haben viele Teile des Ozeans einen grünen Farbton.
Doch während die Ozeane wärmer werden, manches Phytoplankton kann aussterben, andere gedeihen und wieder andere wandern in andere Regionen. Die Temperatur beeinflusst auch die Wachstumsrate von Phytoplankton. Einige Arten, die an warmes Wasser angepasst sind, sind schneller als andere, die an kaltes Wasser angepasst sind. In Gebieten mit wärmeren Gewässern kann es also mehr Nährstoffe geben, sodass es regionale Unterschiede in der Zusammensetzung, Anzahl und Verteilung der marinen mikrobiellen Gemeinschaften gibt, die das Wasser färben.
Die Farben des Modells, mit dem sie die Evolution studierten wurden verwendet, um Veränderungen im Phytoplankton vorherzusagen, wie lokale Algenblüten oder Ozeanversauerung.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr darüber erfahren können, was die Farbe des Meeres ist und von welchen Faktoren sie abhängt.