Kinh nghiệm của chính chúng tôi cho chúng tôi biết rằng màu của biển có thể thay đổi đáng kể theo thời gian và địa điểm: từ xanh lục hơi xanh sang xanh lục nhạt đến xanh lam đậm, xám và nâu. Nó chỉ ra rằng những thay đổi trong màu sắc đại dương là kết quả của sự kết hợp của các yếu tố vật lý và sinh học.
Trong bài viết này, chúng tôi giải thích chi tiết màu sắc của biển là gì, nó phụ thuộc vào điều gì và tại sao chúng ta nhìn thấy nó theo cách này hay cách khác.
màu của biển
Tất nhiên, nước tinh khiết không màu. Nhưng ngay cả như vậy, nếu chúng ta nhìn vào độ sâu mà ánh sáng không dễ dàng chạm tới, nó sẽ có màu xanh lam đậm. Mắt người chứa các tế bào có thể phát hiện bức xạ điện từ có bước sóng từ 380 đến 700 nanomet. Trong phạm vi này, các bước sóng khác nhau tương ứng với các màu sắc khác nhau mà chúng ta nhìn thấy trong cầu vồng.
Các phân tử nước hấp thụ tốt hơn ánh sáng có bước sóng dài hơn, cụ thể là đỏ, cam, vàng và xanh lục. Sau đó, chỉ còn lại màu xanh và chiều dài ngắn hơn. Vì ánh sáng xanh ít có khả năng bị hấp thụ hơn, nó đến độ sâu hơn, làm cho nước có màu xanh lam. Đó là về vật lý. Nhưng sinh học cũng quan trọng, bởi vì chính những vi sinh vật nhỏ bé được gọi là thực vật phù du có tác động lớn nhất đến màu sắc của đại dương.
Các quá trình sinh học ảnh hưởng đến màu sắc của biển
Thường nhỏ hơn kim, những loài tảo đơn bào này sử dụng các sắc tố xanh lục để thu năng lượng mặt trời, chuyển đổi nước và carbon dioxide thành các thành phần hữu cơ tạo nên cơ thể của họ. Thông qua quá trình quang hợp này, chúng chịu trách nhiệm sản xuất khoảng một nửa lượng oxy mà con người chúng ta tiêu thụ.
Về cơ bản, thực vật phù du hấp thụ bức xạ điện từ màu đỏ và xanh lam trong quang phổ khả kiến, nhưng phản xạ lại màu xanh lá cây, điều này giải thích tại sao vùng nước chúng sinh sống lại có màu xanh lục. Xác định màu sắc của đại dương không chỉ là một bài tập thẩm mỹ.
Các nhà khoa học đã theo dõi các đại dương với sự trợ giúp của vệ tinh kể từ năm 1978, và trong khi các bức ảnh có giá trị thẩm mỹ, chúng còn phục vụ một mục đích khác: có thể được sử dụng để nghiên cứu ô nhiễm và thực vật phù du. Những thay đổi về lượng của hai nguyên tố này, và chúng tăng hay giảm bao nhiêu, cũng có thể là dấu hiệu của sự nóng lên toàn cầu. Càng có nhiều thực vật phù du trên bề mặt biển, thì càng nhiều carbon dioxide được thu nhận từ khí quyển. Nhưng làm thế nào để các nhà khoa học xác định được màu sắc của biển và đại dương?
Nghiên cứu khoa học
Kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất liên quan đến việc sử dụng các vệ tinh với các dụng cụ để đo cường độ ánh sáng nhìn thấy từ nước. Phần lớn ánh sáng mặt trời ở gần mặt biển bị các hạt trong không khí bắt giữ. Phần còn lại được hấp thụ tốt hoặc phân tán trong nước. Nhưng khoảng 10% ánh sáng phản xạ trở lại bầu khí quyển và có thể trở lại vệ tinh, đo lượng ánh sáng này nó được tìm thấy trong màu xanh lá cây hoặc xanh lam của quang phổ. Máy tính sử dụng dữ liệu này để ước tính lượng diệp lục trong nước. Việc nghiên cứu màu sắc của đại dương cũng cho nhiều kết quả quan trọng hơn.
Năm ngoái, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã công bố một nghiên cứu cho thấy rằng Mức độ chất diệp lục trong các đại dương trên thế giới đã thay đổi từ năm 1998 đến năm 2012. Không có xu hướng nào được nhìn thấy trong nghiên cứu, nhưng những thay đổi màu sắc do vệ tinh ghi lại cho thấy nồng độ chất diệp lục giảm ở các vùng ở bắc bán cầu và tăng ở các vùng ở nam.
Điều này khiến một số người tin rằng các vùng ít chất diệp lục của đại dương được gọi là "sa mạc biển" đang mở rộng do nhiệt độ nước biển tăng lên. Nhưng một số người nói rằng vẫn chưa có đủ dữ liệu để cho thấy sự nóng lên toàn cầu ảnh hưởng như thế nào đến mức độ thực vật phù du trong các đại dương, vốn có thể thay đổi tự nhiên trong chu kỳ 15 năm hoặc hơn.
Một số nghiên cứu cho rằng các nhà khoa học sẽ cần theo dõi màu đại dương trong hơn 40 năm để đưa ra kết luận. Chỉ khi đó, chúng ta mới có thể xác định xem màu sắc của đại dương đã thay đổi ở mức độ nào và ở mức độ nào. Do đó, để biết liệu con người có bất kỳ ảnh hưởng nào đến mức độ của sinh vật phù du hiện có, và do đó đối với chu kỳ carbon.
Biển sẽ có màu gì vào năm 2100?
Sự ấm lên của đại dương làm thay đổi lưu thông đại dương và phần nước sâu trồi lên bề mặt. Thực vật phù du cần ánh sáng (năng lượng của nó) và chất dinh dưỡng. Hầu hết các chất dinh dưỡng này đến từ sâu. Những thay đổi gây ra bởi sự ấm lên đã dẫn đến việc ít chất dinh dưỡng đến bề mặt hơn, do đó, thực vật phù du có khả năng suy giảm ở nhiều khu vực của đại dương.
Màu sắc của nước biển phụ thuộc vào cách các tia nắng mặt trời tương tác với thành phần của nước. Ngoài ra, các phân tử nước hấp thụ gần như tất cả ánh sáng mặt trời, ngoại trừ màu xanh lam, vì vậy màu xanh lam được phản chiếu.
Mặt khác, trong đại dương không chỉ có nước mà còn có thực vật, vi sinh vật và các chất hữu cơ khác. Một ví dụ là thực vật phù du, có chứa chất diệp lục, một sắc tố màu xanh lá cây, hấp thụ ánh sáng mặt trời mà thực vật cần để làm thức ăn. Ngoài ra, hầu hết ánh sáng do thực vật phù du phản chiếu có màu xanh lục. Chính vì lý do này mà nhiều nơi trên đại dương có màu xanh lục.
Tuy nhiên, khi đại dương ấm lên, một số thực vật phù du có thể bị tuyệt chủng, những loài khác có thể phát triển mạnh, và những loài khác có thể di cư đến các vùng khác nhau. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của thực vật phù du. Một số loài thích nghi với nước ấm nhanh hơn những loài khác thích nghi với nước lạnh. Vì vậy, ở những khu vực có nước ấm hơn, có thể có nhiều chất dinh dưỡng hơn, do đó sẽ có sự thay đổi theo khu vực về thành phần, số lượng và sự phân bố của các quần xã vi sinh vật biển tạo màu cho nước.
Màu sắc của mô hình mà họ sử dụng để nghiên cứu sự tiến hóa đã được sử dụng để dự đoán những thay đổi trong thực vật phù du, chẳng hạn như tảo địa phương nở hoa hoặc axit hóa đại dương.
Mong rằng với những thông tin này bạn có thể hiểu thêm về màu sắc của biển là gì và phụ thuộc vào những yếu tố nào.