Oma kokemuksemme kertoo, että meren väri voi muuttua dramaattisesti ajan ja paikan mukaan: sinivihreistä erittäin vaaleanvihreisiin tummansinisiin, harmaisiin ja ruskeisiin. Osoittautuu, että muutokset valtameren värissä ovat seurausta fysikaalisten ja biologisten tekijöiden yhdistelmästä.
Tässä artikkelissa selitämme yksityiskohtaisesti, mikä meren väri on, mistä se riippuu ja miksi näemme sen tavalla tai toisella.
meren väri
Puhdas vesi on tietysti väritöntä. Mutta silti, jos katsomme syvyyksiä, joihin valo ei helposti pääse, se näyttää tummansiniseltä. Ihmissilmä sisältää soluja, jotka pystyy havaitsemaan sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on 380-700 nanometriä. Tällä alueella eri aallonpituudet vastaavat sateenkaaren eri värejä.
Vesimolekyylit absorboivat paremmin valoa, joka saavuttaa pidemmät aallonpituudet, nimittäin punaisen, oranssin, keltaisen ja vihreän. Sitten, jäljelle jää vain sininen ja pituus on lyhyempi. Koska sininen valo imeytyy vähemmän todennäköisesti, se saavuttaa syvemmät syvyydet, jolloin vesi näyttää siniseltä. Kyse on fysiikasta. Mutta myös biologialla on merkitystä, sillä kasviplanktoniksi kutsutuilla pienillä mikrobeilla on suurin vaikutus valtameren väriin.
Biologiset prosessit, jotka vaikuttavat meren väriin
Usein neulaa pienemmät yksisoluiset levät käyttävät vihreitä pigmenttejä vangita auringon energiaa muuttamalla vettä ja hiilidioksidia orgaanisiksi komponenteiksi jotka muodostavat heidän ruumiinsa. Tämän fotosynteesin kautta ne tuottavat noin puolet meidän ihmisten kuluttamasta hapesta.
Pohjimmiltaan kasviplankton absorboi punaista ja sinistä sähkömagneettista säteilyä näkyvässä spektrissä, mutta heijastaa vihreää, mikä selittää, miksi niiden asuttamat vedet näyttävät vihreiltä. Meren värin määrittäminen ei ole vain esteettistä harjoitusta.
Tiedemiehet ovat seuranneet valtameriä satelliittien avulla vuodesta 1978 lähtien, ja vaikka kuvilla on esteettistä arvoa, niillä on toinen tarkoitus: voidaan käyttää saastumisen ja kasviplanktonia tutkittaessa. Muutokset näiden kahden alkuaineen määrissä ja kuinka paljon ne lisääntyvät tai vähenevät, voivat myös olla merkkejä ilmaston lämpenemisestä. Mitä enemmän kasviplanktonia merenpinnalla on, sitä enemmän hiilidioksidia vangitaan ilmakehästä. Mutta miten tutkijat määrittävät merien ja valtamerten värin?
Tieteelliset tutkimukset
Yleisimmin käytetty tekniikka sisältää satelliittien käyttämisen välineineen, jotka mittaavat vedestä tulevan näkyvän valon voimakkuutta. Suurin osa auringonvalosta lähellä meren pintaa vangitaan ilmassa oleviin hiukkasiin. Loput imeytyy hyvin tai dispergoituu veteen. Mutta noin 10 prosenttia valosta pomppaa takaisin ilmakehään ja mahdollisesti takaisin satelliittiin, joka mittaa kuinka paljon tästä valosta se löytyy spektrin vihreästä tai sinisestä. Tietokoneet käyttävät näitä tietoja arvioidakseen klorofyllin määrän vedessä. Meren värin tutkiminen antoi myös tärkeämpiä tuloksia.
Viime vuonna yhdysvaltalaiset tutkijat julkaisivat tämän osoittavan tutkimuksen Klorofyllitasot maailman valtamerissä muuttuivat vuosina 1998–2012. Tutkimuksessa ei havaittu trendejä, mutta satelliittien tallentamat värimuutokset osoittivat, että klorofyllin tasot laskivat osissa pohjoista pallonpuoliskoa ja nousivat osissa etelästä.
Tämä on saanut jotkut uskomaan, että valtameren vähäklorofylliset alueet, jotka tunnetaan "meren aavikoina", laajenevat meren lämpötilan nousun vuoksi. Mutta jotkut sanovat, että vielä ei ole tarpeeksi tietoa osoittamaan, kuinka ilmaston lämpeneminen vaikuttaa kasviplanktonin tasoihin valtamerissä, jotka voivat muuttua luonnollisesti 15 vuoden tai sitä pidemmän syklin aikana.
Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että tutkijoiden olisi seurattava valtamerten väriä yli 40 vuoden ajan tehdäkseen johtopäätöksiä. Vasta sitten voimme määrittää, onko valtameren väri muuttunut ja missä määrin. Siksi tietää, onko ihmisillä mitään vaikutusta olemassa olevan planktonin tasoihin ja siten hiilen kiertokulkuun.
Minkä värinen meri on vuonna 2100?
Valtameren lämpeneminen muuttaa valtamerten kiertoa ja syvän veden osaa, joka nousee pintaan. Kasviplankton tarvitsee valoa (energiansa) ja ravinteita. Suurin osa näistä ravintoaineista tulee syvältä. Lämpenemisen aiheuttamat muutokset ovat johtaneet siihen, että ravinteita on vähemmän päässyt pintaan, joten kasviplanktonin määrä todennäköisesti vähenee monissa osissa merta.
Meren väri riippuu siitä, kuinka auringonsäteet ovat vuorovaikutuksessa veden koostumuksen kanssa. Lisäksi vesimolekyylit imevät melkein kaiken auringonvalon paitsi sinistä, niin sininen heijastuu.
Toisaalta valtameressä ei ole vain vettä, vaan myös kasveja, mikro-organismeja ja muuta orgaanista ainetta. Yksi esimerkki on kasviplankton, joka sisältää klorofylliä, vihreää, auringonvaloa imevää pigmenttiä, jota kasvit tarvitsevat ruuan valmistukseen. Myös suurin osa kasviplanktonin heijastamasta valosta on vihreää. Tästä syystä monilla valtameren osilla on vihreä sävy.
Kuitenkin kun valtameret lämpenevät, jotkut kasviplanktonista voivat kuolla sukupuuttoon, toiset voivat kukoistaa ja toiset voivat siirtyä eri alueille. Lämpötila vaikuttaa myös kasviplanktonin kasvunopeuteen. Jotkut lämpimään veteen sopeutuneet lajit ovat nopeampia kuin toiset, jotka ovat sopeutuneet kylmään veteen. Joten alueilla, joilla vesi on lämpimämpi, ravinteita voi olla enemmän, joten vettä värjäävien meren mikrobiyhteisöjen koostumuksessa, lukumäärässä ja jakautumisessa on alueellisia eroja.
Evoluutiotutkimuksen mallin värit Niitä on käytetty kasviplanktonin muutosten ennustamiseen, kuten paikalliset leväkukinnot tai valtamerten happamoituminen.
Toivon, että näiden tietojen avulla saat lisätietoja meren väristä ja tekijöistä, joista se riippuu.