Наш власний досвід говорить нам, що колір моря може різко змінюватися з часом і місцем: від блакитно-зеленого до дуже світло-зеленого до темно-синього, сірого та коричневого. Виявляється, що зміни кольору океану є результатом поєднання фізичних і біологічних факторів.
У цій статті ми детально розповімо, що таке колір моря, від чого він залежить і чому ми його так чи інакше бачимо.
колір моря
Чиста вода, звичайно, безбарвна. Але навіть у цьому випадку, якщо ми подивимося на глибини, до яких світло не проникає, воно здається темно-синім. Око людини містить клітини, які може виявляти електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від 380 до 700 нанометрів. У цьому діапазоні різні довжини хвиль відповідають різним кольорам, які ми бачимо у веселці.
Молекули води краще поглинають світло, яке досягає більшої довжини хвилі, а саме червоного, оранжевого, жовтого та зеленого. Потім, залишається тільки синій і довжина коротша. Оскільки синє світло менше поглинається, воно досягає більшої глибини, завдяки чому вода здається блакитною. Це про фізику. Але біологія також має значення, тому що саме крихітні мікроби, які називаються фітопланктоном, мають найбільший вплив на колір океану.
Біологічні процеси, що впливають на колір моря
Часто менші за голку, ці одноклітинні водорості використовують зелені пігменти захоплювати енергію сонця, перетворюючи воду та вуглекислий газ в органічні компоненти з яких складаються їхні тіла. Завдяки цьому фотосинтезу вони відповідають за вироблення приблизно половини кисню, який ми, люди, споживаємо.
По суті, фітопланктон поглинає червоне та синє електромагнітне випромінювання у видимому спектрі, але відбиває зелене, що пояснює, чому води, в яких вони живуть, виглядають зеленими. Визначення кольору океану – це не лише естетичне заняття.
Вчені спостерігають за океанами за допомогою супутників з 1978 року, і хоча зображення мають естетичну цінність, вони служать іншій меті: може використовуватися для вивчення забруднення і фітопланктону. Зміни в кількості цих двох елементів, а також їх збільшення або зменшення також можуть бути ознаками глобального потепління. Чим більше фітопланктону на поверхні моря, тим більше вуглекислого газу захоплюється з атмосфери. Але як вчені визначають колір морів і океанів?
Наукові студії
Найбільш широко використовуваний метод передбачає використання супутників із приладами для вимірювання інтенсивності видимого світла від води. Більшу частину сонячного світла біля поверхні моря захоплюють частинки повітря. Решта добре всмоктується або диспергується у воді. Але близько 10 відсотків світла відбивається назад в атмосферу і, можливо, назад на супутник, який вимірює, скільки цього світла він знаходиться в зеленому або синьому спектрі. Комп’ютери використовують ці дані, щоб оцінити кількість хлорофілу у воді. Дослідження кольору океану також дало важливіші результати.
Минулого року американські дослідники опублікували дослідження, яке показало це Рівень хлорофілу в Світовому океані змінився між 1998 і 2012 роками. У дослідженні не було помічено жодних тенденцій, але зміни кольору, зафіксовані супутниками, показали, що рівень хлорофілу знизився в частинах північної півкулі і підвищився в частинах південної.
Це призвело до думки, що регіони океану з низьким вмістом хлорофілу, відомі як «морські пустелі», розширюються через підвищення температури моря. Але деякі кажуть, що поки недостатньо даних, щоб показати, як глобальне потепління впливає на рівень фітопланктону в океанах, який може змінюватися природним чином протягом 15 років або більше.
Деякі дослідження показують, що вченим потрібно буде стежити за кольором океану більше 40 років, щоб зробити висновки. Тільки тоді ми зможемо визначити, чи змінився колір океану і наскільки. Отже, щоб знати, чи впливають люди на рівень існуючого планктону, а отже, на кругообіг вуглецю.
Якого кольору буде море у 2100 році?
Потепління океану змінює циркуляцію океану і частину глибокої води, яка піднімається на поверхню. Фітопланктону потрібні світло (його енергія) і поживні речовини. Більшість цих поживних речовин надходить з глибини. Зміни, спричинені потеплінням, призвели до того, що на поверхню потрапляє менше поживних речовин, тому фітопланктон, ймовірно, зменшиться в багатьох частинах океану.
Колір моря залежить від того, як сонячні промені взаємодіють зі складом води. Крім того, молекули води поглинають майже все сонячне світло, крім синього, так синій відбивається.
З іншого боку, в океані є не тільки вода, а й рослини, мікроорганізми та інші органічні речовини. Одним із прикладів є фітопланктон, який містить хлорофіл, зелений пігмент, що поглинає сонячне світло, необхідний рослинам для виробництва їжі. Крім того, більшість світла, відбитого фітопланктоном, зеленого кольору. Саме з цієї причини багато частин океану мають зелений відтінок.
Однак, коли океани тепліють, деякі фітопланктон можуть вимерти, інші можуть процвітати, а треті можуть мігрувати в різні регіони. Температура також впливає на швидкість росту фітопланктону. Деякі види, пристосовані до теплої води, швидше, ніж інші, які пристосовані до холодної води. Отже, в районах з теплими водами може бути більше поживних речовин, тому будуть регіональні відмінності в складі, кількості та розподілі морських мікробних спільнот, які забарвлюють воду.
Кольори моделі вони використовували для вивчення еволюції були використані для прогнозування змін у фітопланктоні, наприклад, цвітіння місцевих водоростей або закислення океану.
Сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете дізнатися більше про те, який колір моря і від яких факторів він залежить.