Nasze własne doświadczenie mówi nam, że kolor morza może zmieniać się dramatycznie wraz z czasem i miejscem: od niebieskawych zieleni do bardzo jasnych zieleni do ciemnych błękitów, szarości i brązów. Okazuje się, że zmiany koloru oceanów są wynikiem splotu czynników fizycznych i biologicznych.
W tym artykule szczegółowo wyjaśniamy, jaki jest kolor morza, od czego zależy i dlaczego tak czy inaczej je postrzegamy.
kolor morza
Czysta woda jest oczywiście bezbarwna. Ale mimo to, jeśli spojrzymy na głębiny, do których światło nie dociera łatwo, wydaje się ciemnoniebieski. Ludzkie oko zawiera komórki, które potrafi wykryć promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 380 do 700 nanometrów. W tym zakresie różne długości fal odpowiadają różnym kolorom tęczy.
Cząsteczki wody lepiej pochłaniają światło, które osiąga dłuższe fale, a mianowicie czerwone, pomarańczowe, żółte i zielone. Następnie, pozostał tylko niebieski, a długość jest krótsza. Ponieważ niebieskie światło jest mniej podatne na absorpcję, dociera do głębszych głębokości, sprawiając, że woda wydaje się niebieska. Chodzi o fizykę. Ale biologia też ma znaczenie, ponieważ to maleńkie mikroby zwane fitoplanktonem mają największy wpływ na kolor oceanu.
Procesy biologiczne wpływające na kolor morza
Te jednokomórkowe glony, często mniejsze niż igła, używają zielonych pigmentów do przechwytywania energii słonecznej, przekształcania wody i dwutlenku węgla w składniki organiczne które tworzą ich ciała. Dzięki tej fotosyntezie są odpowiedzialne za produkcję około połowy tlenu, który zużywamy my, ludzie.
Zasadniczo fitoplankton pochłania czerwone i niebieskie promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym, ale odbija kolor zielony, co wyjaśnia, dlaczego wody, które zamieszkują, wydają się zielone. Ustalenie koloru oceanu to nie tylko ćwiczenie estetyczne.
Naukowcy monitorują oceany za pomocą satelitów od 1978 roku i chociaż zdjęcia mają wartość estetyczną, służą innym celom: może być używany do badania zanieczyszczeń i fitoplanktonu. Zmiany w ilości tych dwóch pierwiastków oraz ich wzrost lub spadek mogą również świadczyć o globalnym ociepleniu. Im więcej fitoplanktonu znajduje się na powierzchni morza, tym więcej dwutlenku węgla jest wychwytywane z atmosfery. Ale jak naukowcy określają kolor mórz i oceanów?
Studia naukowe
Najczęściej stosowana technika polega na użyciu satelitów z instrumentami do pomiaru natężenia światła widzialnego z wody. Większość światła słonecznego w pobliżu powierzchni morza jest wychwytywana przez cząsteczki unoszące się w powietrzu. Reszta jest dobrze wchłaniana lub dyspergowana w wodzie. Ale około 10 procent światła odbija się z powrotem do atmosfery i prawdopodobnie z powrotem do satelity, który mierzy ilość tego światła znajduje się w kolorze zielonym lub niebieskim widma. Komputery wykorzystują te dane do oszacowania ilości chlorofilu w wodzie. Ważniejsze wyniki przyniosły też badania nad kolorem oceanu.
W zeszłym roku amerykańscy naukowcy opublikowali badanie, które pokazuje, że Poziomy chlorofilu w oceanach na świecie zmieniły się w latach 1998-2012. W badaniu nie zaobserwowano żadnych trendów, ale zmiany koloru zarejestrowane przez satelity wykazały, że poziom chlorofilu spadł w części półkuli północnej, a wzrósł w części południowej.
Doprowadziło to niektórych do przekonania, że regiony oceanu o niskiej zawartości chlorofilu, znane jako „pustynie morskie”, rozszerzają się z powodu wzrostu temperatury mórz. Ale niektórzy twierdzą, że nie ma jeszcze wystarczających danych, aby pokazać, jak globalne ocieplenie wpływa na poziom fitoplanktonu w oceanach, który może zmieniać się naturalnie w cyklach 15-letnich lub dłuższych.
Niektóre badania sugerują, że naukowcy musieliby monitorować kolor oceanu przez ponad 40 lat, aby wyciągnąć wnioski. Dopiero wtedy będziemy mogli określić, czy iw jakim stopniu zmienił się kolor oceanu. Stąd wiedzieć, czy ludzie mają jakikolwiek wpływ na poziom istniejącego planktonu, a tym samym na obieg węgla.
Jakiego koloru będzie morze w 2100 roku?
Ocieplenie oceanów zmienia cyrkulację oceaniczną i część głębokiej wody, która unosi się na powierzchnię. Fitoplankton potrzebuje światła (jego energii) i składników odżywczych. Większość tych składników odżywczych pochodzi z głębin. Zmiany spowodowane ociepleniem doprowadziły do tego, że mniej składników odżywczych dociera do powierzchni, więc fitoplankton prawdopodobnie spadnie w wielu częściach oceanu.
Kolor morza zależy od tego, jak promienie słoneczne oddziałują na skład wody. Ponadto cząsteczki wody pochłaniają prawie całe światło słoneczne z wyjątkiem niebieskiego, więc niebieski jest odbijany.
Z drugiej strony w oceanie jest nie tylko woda, ale także rośliny, mikroorganizmy i inna materia organiczna. Jednym z przykładów jest fitoplankton, który zawiera chlorofil, zielony, pochłaniający światło słoneczne pigment, którego rośliny potrzebują do produkcji pożywienia. Ponadto większość światła odbijanego przez fitoplankton jest zielona. Z tego powodu wiele części oceanu ma zielony odcień.
Jednak gdy oceany się ocieplają, niektóre fitoplankton mogą wyginąć, inne mogą się rozwijać, a jeszcze inne mogą migrować do różnych regionów. Temperatura wpływa również na tempo wzrostu fitoplanktonu. Niektóre gatunki przystosowane do ciepłej wody są szybsze niż inne przystosowane do zimnej wody. Tak więc na obszarach o cieplejszych wodach może być więcej składników odżywczych, więc będą występować regionalne różnice w składzie, liczbie i rozmieszczeniu morskich zbiorowisk drobnoustrojów barwiących wodę.
Kolory modelu, którego użyli do badania ewolucji zostały wykorzystane do przewidywania zmian w fitoplanktonie, takich jak lokalne zakwity glonów lub zakwaszenie oceanów.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o tym, jaki jest kolor morza i od jakich czynników zależy.