Почему море голубое, а вода в стакане прозрачная?
Одни водоемы нам кажутся зелеными, другие синими, третьи - голубыми. Вода, набранная в прозрачную емкость, - прозрачная. Почему море голубое? Для того чтобы расставить все по местам, рассмотрим физические свойства воды.
Цвет воды
Чистая вода имеет голубой цвет. Однако интенсивность оттенка настолько мала, что заметить ее в небольшой емкости невозможно. Если наполнить водой большой аквариум из стекла, то голубой цвет станет заметен невооруженным глазом.
Что оказывает влияние на оттенок? Человеческий глаз видит отраженные световые лучи, поэтому важно, какие из них вещество поглощает, а какие отражает. Спектр видимого солнечного света состоит из всех цветов радуги.
Молекула воды красную и зеленую часть спектра поглощает, а синюю - отражает. Это придает воде голубоватый оттенок. Чем больше толщина слоя воды, тем интенсивнее ее цвет.
Естественные водоемы
Это в теории цвет воды голубой, в природе чистые и одинаковые цвета встречаются редко. Почему вода в море голубая? Вдали от берега океаны и моря имеют большую глубину и кажутся наблюдателю черно-синими или фиолетовыми. Ближе к берегу вода становится светлее: голубоватой, зеленоватой, цвета морской волны и пр.
Почему возникает такое отличие? На интенсивность цвета и оттенок влияние оказывает не только толщина водяного пласта, но и наличие взвешенных частиц. У берегов в пелагическом слое множество водорослей и биологических остатков. Некоторые из них попадают в моря с суши. Фитопланктон зеленого цвета, поскольку содержит хлорофилл. Он отражает зеленую часть спектра, а поглощает красную и синюю. Наличие водорослей определяет зеленоватую природу оттенка прибрежных вод.
Глубина и цвет
Морские глубины и песчаные пустыни имеют много общего - в них крайне мало живых существ. На спутниковых снимках отчетливо видно, какие моря богаты живыми организмами, а какие - нет.
Почему море голубого цвета, а не, скажем, зеленого? Поскольку в центре эти водоемы имеют большую глубину. Вдоль береговой линии цвет воды зеленее, следовательно, здесь большое количество морских обитателей. В синих глубинах биологическое разнообразие беднее, подобно жарким пустынным пространствам.
Чтобы ответить на вопрос, почему море голубое, рассмотрим изменение цвета погруженного в него предмета. Желтая субмарина у поверхности будет нам казаться такой, какая есть на самом деле.
Чем глубже она опускается, тем сложнее солнечным лучам добраться до нее. С каждым метром количество света, достигшего ее поверхности, уменьшается, что связано с отражающей способностью как самой воды, так и находящихся в ней частиц живой и неживой природы.
На глубине тридцати метров субмарина будет казаться наблюдателю уже синевато-зеленой. Это связано с тем, что большая часть желто-красного спектра поглотится водой. Когда она окажется еще на несколько десятков метров ниже, молекулы воды поглотят и зеленый спектр. В результате желтая субмарина приобретет темно-синий оттенок.
В океане содержится намного больше взвешенных частиц, чем в чистой воде. На одинаковой глубине в первом случае будет намного темнее, чем во втором.
Световые лучи в океане
Морская вода соленая и не обладает способностью светиться. Все, что видно под ее поверхностью, выглядит таким в отраженных солнечных лучах. Интересно, почему реки и моря голубые, ведь дневной свет - не синий? У поверхности спектр солнечных лучей практически такой же, что и над водой.
Максимальная доля излучения приходится на желто-зеленый отрезок видимого спектра. Цвет моря зависит от того, лучи какой части спектра отражаются, а какой - поглощаются. Этот сложный механизм был детально описан геофизиком В. Шулейкиным в начале ХХ века.
Молекулы, из которых состоит океан, колеблются и вращаются с разной интенсивностью, что влияет на отражательную и поглощательную способность. Они легко поглощают красные лучи, а синие отражают. По этой причине наблюдатели, находящиеся над морем, видят его голубоватым или фиолетовым.
Красные лучи поглощаются на первых метрах глубины, зеленые - ближе к 100, а синие - только на второй-третьей сотне.
Прозрачность морей
Прозрачность воды в мировом океане зависит не только от физических свойств жидкости, но и от содержащихся в ней организмов и частиц. Муть создают планктонные существа, грязь и взвеси различных веществ. Меньше всего бентосных одноклеточных содержится у берегов о. Пасхи. Поэтому воды там самые прозрачные по сравнению с другими участками Мирового Океана.
Моря разбросаны по всей поверхности земного шара. Часть из них находится в зоне тропиков, другая - в зоне полюсов. Над одними в основном выпадают обильные осадки и мало солнечных дней. Ряд морей находится в засушливых районах с большой интенсивностью солнечной радиации. Эти показатели также влияют на цвет моря, видимый наблюдателю.
Таким образом, изучив все физические свойства воды, теперь можно с уверенностью ответить на вопрос, почему море голубое.