Matlagning

Färgen på vattnet i havet beror på det. Varför finns havsvatten i blått, cyan, grönt, rött och brunt? Livet tar ut sin rätt

Om vi tar ett glas vatten från havet kommer vi att se en genomskinlig vätska där, men om vi tittar in i själva reservoarens djup kommer vattnet att visa sig vara blått. i det ena fallet och genomskinligt i det andra?

Atmosfärens roll

Man trodde en gång att svaret ligger på ytan, och för att vara exakt reflekteras det i det: himlen blå. Det är därför vattnet i havet är blått - det speglar den blå himlen! Faktum är att på grund av dess kemiska struktur och fysiska parametrar fungerar som en idealisk spegel, reflekterande synlig färg himlen och molnmassorna som svävar ovanför den. Därför till exempel vattnet i Östersjön och Medelhavet Du kan inte förväxla dem ens på ett fotografi. Östersjön domineras trots allt av gråblytoner, och delvis beror det på att sjuttiofem procent av tiden på året hänger tunga mörka moln över horisonten. Men in sydliga breddgrader himlen är mestadels molnfri, och när den reflekteras ger det vattnet en vacker blå färg.

Men det finns mer betydelsefulla faktorer. Faktum är att ljus i vattendrag bryts, och det gör det under olika vinklar på olika djup. På grunda djup kommer vattnet att verka genomskinligt på grund av att strålar bryts i det olika färger och nyanser. De överlappar varandra, och som ett resultat uppfattar vårt öga vatten precis intill stranden eller, säg, i ett glas, som nästan färglöst.

Djup beroende

Ju större djup, desto mer skillnad i strålarnas absorptionstid och deras längd. Dessutom finns det ytterligare en funktion - bara nyanser från regnbågens spektrum absorberas och sprids. Gula, orange och röda färger kommer att spridas på ytan, större djup vattnet kommer att vara grönt på grund av interaktion med gröna nyanser, och djuphavet kommer att absorbera blå, indigo och violetta nyanser. Det är därför havet är blått bort från stranden. Det är tack vare detta fenomen med reflektion och absorption av ljus som snön ser vit ut - den reflekterar vit, och is reflekterar alla färger, vilket är anledningen till att den verkar genomskinlig.

Livet tar ut sin rätt

Men det är inte allt. När allt kommer omkring, när man svarar i detalj på frågan om varför havet är blått, är det omöjligt att helt enkelt rabattera de som bor där. Till exempel har växtplankton en enorm inverkan på reservoarens färg. På grund av klorofyllet den innehåller absorberar växtplankton blå strålar och sprider gröna. Följaktligen, ju mer plankton det finns, desto mer uttrycksfullt blir det gröna. Men förutom växtplankton finns det många andra invånare på djupet som ger havet olika nyanser. Dessa organismer kan komma i alla regnbågens färger, och deras koncentration påverkar direkt vattnets färg.

En annan faktor är de små partiklarna som suspenderas i vattnet. Mät deras kvantitet, samt kemisk sammansättning kan göras med en speciell anordning på en skala av kemiska föreningar, som skapades av Francois Forel. Vätskans kemiska sammansättning spelar en mycket viktig roll viktig roll i färgen på hela reservoaren. I lättsaltade och svala vatten dominerar blå och blå nyanser, och i salta och relativt varma lager- grönt.

Svarta havets mysterium

För att förstå varför floder och hav är blå, överväg exemplet med Svarta havet. Varför fick den ett så beskrivande namn? Forskare har två huvudhypoteser i denna fråga. För det första märkte sjömännen att under en storm mörknar vattnet och blir nästan svart (även om allt under en storm blir mörkt, tittar man noga är det verkligen så...). För det andra, om du sänker ett metallföremål till ett större djup kommer det att mörkna. Detta kommer att hända på grund av innehållet av svavelväte, ett ämne som frigörs av bakterier vars funktion är att bryta ner lik av djur och växter. Och igen, om du lägger vatten i ett glas kommer vätskan fortfarande att vara genomskinlig, men från fågelperspektiv blir den blå.

Svaret ligger i djupet

För att sammanfatta kan vi identifiera följande huvudfaktorer som förklarar varför havet är blått:

Fysisk. Brytning av solens strålar och hög temperatur ge djupet på floder och nyanser, men ju lägre vattenvolymen och graden är, desto mer transparent blir vattnet.
Biologisk. Växtplankton, suspenderade partiklar, alger och mikroorganismer som lever i vattendjupet ger vattnet gröna eller blå färgnyanser.
Kemisk. Blandar man röd färg med vatten blir det rött vatten. Något liknande händer med havet: kemiska föreningar som bildas i det under påverkan av olika faktorer ger olika färger. Tja, i rättvisans namn måste vi lägga till detta svavelväte, som färgar allt som inte är lat mörka nyanser. Vi bör inte glömma högt innehåll salt, som sprider strålar från den blå delen av spektrumet.

Således ger ett så till synes enkelt ämne som vatten i dess olika aggregationstillstånd, med helt olika färger, ett överflöd av frågor. Liksom dilemmat "Varför är havet blått?", kan de förvirra inte bara ett barn utan också en välutbildad vuxen.

På en klar dag, under en djupblå himmel, och havet är blått.

Det blåaste havet i världen är där Rosshavet sticker djupt in i den antarktiska kontinenten, detta är det sydligaste vattnet på jorden, längre bort till polen finns det bara is. Alla vet att över Antarktis finns det en kränkning ozonskikt atmosfären, och hela den blåvioletta delen av flödet av solljus, inklusive ultraviolett, når jordens yta - och havet... Färgen på vågorna där är så djupt, blått att bara titta på dem andan borta. Men detta händer även vid Svarta havet, ta en titt...

Himlens färger är ljusast vid solnedgången, de reflekteras i havet...

Det visar sig att färgen på havet är reflekterat ljus och färgen på himlen? Rätt, men inte riktigt. Vit solljus består av strålar olika färger. På ett vackert sätt visar regnbågar oss hela sin skala – och de som vi ser i fuktig luft efter regn, och de som bildas i vattendamm, bakom havsvågstopparna.

Alla ämnen och havsvatten- Det absorberar och absorberar också strålar av vissa färger, medan andra delvis reflekterar och delvis transmitterar genom sig själv. Starkast absorberar havsvatten de röda och gula strålarna av solljus - blått och grönt finns kvar, reflekteras i våra ögon - och vi ser färgen på havet, som vanligtvis kallas "havsgrönt". Detta är den vackraste färgen på havet.

Det orsakas inte bara av vattnets egenskaper utan också av mikroskopiska planktonalger - grunden havets liv. Planktonalger absorberar rött ljus från solens strålar - de behöver det för fotosyntesen. Och på grund av detta förvärvar havsvatten grön skugga. Och ju mer växtplankton i havet, desto mer levande havet, desto större andel grönt i havsvågens färg.

Om det finns få planktonalger i vattnet och det är helt genomskinligt, så verkar havet klarblått – det här är färgen ultramarin - detta namn för färg och färg, givet av italienska konstnärer, betyder "supermarin", "mest marint". Vid klart väder blir sådant kristallklart havsvatten turkos färg

Denna färg på vattnet, i sin renaste form, kan ses på tropiska grunder med vit korallsand, eller utanför kusten av Medelhavets öar som består av vit kalksten - solens strålar reflekteras från den vita botten, och ett tunt lager vatten är fortfarande upplyst underifrån. Både ultramarin och turkos är extraordinära, underbara färger på havet, men de betyder att detta hav är - tyvärr - livfattigt.

Havsvattnets rena färger är bättre synliga om du tittar på havet i rät vinkel, ovanifrån - från bergssluttningarna, lutande från en brygga eller sidan av ett fartyg - i det här fallet kommer mindre solljus in i dina ögon . Men du kan helt bli av med dem genom att kasta dig under vatten - när vi går ner från ytan till botten, med varje meter vi går ner, observerar vi förändringar i ljus och färg.

Några meter under havets yta spelar solens strålar i det festliga, genomskinliga, turkosa vattnet, alla färger är ljusa och verkliga.

Ju djupare vi går desto bleknare blir färgerna - 25 meter från ytan är vi omgivna av en blågrön vattenpelare, solens röda och gula strålar, absorberade av vattenpelaren, når knappt hit, och allt som är färgad blå och gröna färger- går vilse, löses upp i sådant ljus.

Det är därför fjällen på sidorna av fiskar som lever i vattenpelaren är färgade blåvioletta - här gör det dem osynliga. Och det är därför som ljusgula färger alltid används i dykarutrustning: tvärtom framhäver de undervattenssimmare så att de inte tappar bort varandra i det blå diset.

På ett djup av 40 meter, särskilt i inte särskilt transparent Svarta havets vatten, violettgrå skymning härskar eftersom violetta strålar, de mest kraftfulla i solspektrumet, tränger djupare ner i vattnet än andra.

Här finns inga fler färger, fiskar dyker upp och försvinner som grå spöken, i total tystnad. Bara ljuset från en ficklampa kan visa att fiskarna här inte är mindre ljusa än de vid ytan - i själva verket är det samma typer av fiskar som vi såg ovan - vi dök inte så djupt. Du tittar längre ner för sluttningen, täckt av svart silt och fragment av musselskal – det finns bara mörker.

Eftersom det på ett djup av 50 meter i Svarta havet praktiskt taget inte finns något ljus, är livet som finns där sekundärt, för utan ljus finns det ingen fotosyntes, alger lever inte där och ny levande materia skapas inte. De övre 50 metrarna av havet - en tunn ytfilm - matar hela dess tjocklek. De djur som lever djupare livnär sig genom att stiga upp till ytan eller genom att plocka upp det som faller uppifrån.

Om det sker en snabb utveckling av växtplankton - encelliga alger - i havet, så ger de vattnet sin egen färg, det kan vara grönt, brunt, rött, orange och till och med vitt. Sådana fenomen kallas "blommande vatten", ibland kallas de också "röda tidvatten".De förekommer oftast i kustvatten, havsvikar, rika på mineraler som är nödvändiga för tillväxten av alger. Det finns många sådana vikar och vikar längs den nordöstra kusten Nordamerika- och när du flyger med flyg från Europa till östra USA under växtplanktonets blomningssäsong - på våren är det mycket intressant att från fönstret observera vattnets skiftande färger längs stranden - i en vik är vattnet brunt , i en annan är den grön, i den tredje är den gul...

Men ibland utvecklas växtplanktonblomningar över ett helt hav. Röda havet fick sitt namn just på grund av den upprepade omfattande blomningen av blågröna alger (även om det är mer korrekt att kalla det en cyanobakterie) trichodesmium – den är röd till färgen på grund av pigmentet fykoerytrin som den innehåller.

I Svarta havet, de mest intressanta kustnära blomningar av planktonalger noctiluki – det färgar vattnet en eldröd färg.

Men på natten blir det ännu mer intressant - varje noctiluca glöder - och hela havet skimrar! Noctiluca är den största encelliga algen i vårt hav - upp till 1 mm i diameter, och var och en av dem är synlig som en separat grön gnista. Översatt från latin betyder noctiluca nattljus. I Utrish Bay, inte långt från Anapa, var sista gången en sådan blomning inträffade år 2000. Vi kommer att diskutera havets glöd mer i detalj i kapitlet "Plankton".

Havsvattnets rena färger störs nästan alltid av diset av avdunstning över vattenytan - det döljer och suddar ut den sanna färgen och ger den vitt. Det märks särskilt när vattnet i havet blir varmare än luften – på hösten och vintern finns det dagar då tjock ånga virvlar över havet.

Vinden skapar krusningar på vattnet, bildar många speglar, bländar och skickar solstrålar in i våra ögon; då är det svårt att urskilja havets färg. När vinden får havet att skvalpa en ljus sommareftermiddag, då kommer åtminstone hälften av havet att förvandlas till en bländande spegel för våra ögon!

Om vinden väcker krusningar på havets yta en dyster dag, så breder en stålgrå vidd ut sig framför våra ögon, detta är mer frånvaron av färg än färg.

Denna bild kan observeras mycket ofta i världshavets vidsträckta, särskilt i norra haven. När en storm bryter ut och en orkanvind bryter och blandar topparna av vågorna med luften, piskar dem till gråvitt skum...

Och solens bländning på havets yta och skummet från vågorna är nästan alltid synliga i havet - och i själva verket är den vitgrå matta glansen mest normalt utseende hav. Det är därför krigsfartyg målas grå - de försöker göra dem mer osynliga "på havets grå slätt".

På kartor och sidor med atlaser är haven ritade blå och cyan. I litteraturen tillskrivs de också ofta denna färg. Barn som hämtar kunskap från sagor frågar ofta sina föräldrar: "Varför är havet blått?" Inte varje vuxen kommer att svara på en sådan fråga korrekt och tydligt till ett barn. En person som har varit till havet kan vara förvirrad, eftersom han vet att färgen på vattnet är föränderlig och beror på många faktorer.

Ljusets fysik

Under andra hälften av 1700-talet bröt den briljante Isaac Newton först ned vanligt solljus till dess komponenter färgspektrum. För att göra detta skickade forskaren en tunn stråle genom ett triangulärt prisma. Ljuset bröts och visades på mottagningsskärmen i form av ett band bestående av sju färger. I alla experiment hölls färgsekvensen densamma. Idag minns barn det med en enkel fras:

Varje (den första bokstaven i ordet betyder röd);
Hunter (orange);
Wishes (gul);
Vet (grön);
Var (blå);
Sittande (blå);
Fasan (lila).

Newton gick längre: han riktade de sönderfallna färgade strålarna i spektrumet mot en uppsamlingslins och fick återigen vitt ljus. Att förstå naturen solstråle, fortsatte den store fysikern sina experiment och avslöjade allt djupare fysiska egenskaper ljus och mekanismer för färgens utseende.

Med hjälp av filter tog han bort individuella färger från spektrat, blandade olika nyanser med varandra och studerade deras förhållande, vilket han reflekterade över spektralcirkeln, som senare kallades "Newtons färghjul."

Baserat på sin forskning drog forskaren tre grundläggande slutsatser:

Utan ljus finns ingen färg.
Vitt ljus innehåller alla färger, ögat kan helt enkelt inte särskilja dem, till exempel, eftersom det kan urskilja enskilda ljud i ett musikaliskt ackord.
För spektrats färger gäller additionsprincipen genom att blanda olika spektralvågor med varandra kan man få alla möjliga färgnyanser.

Vi beundrar färgen på vattnet i haven och haven, vi säger att det är mörkblått, eller himmelsblått, eller någon annan sak, men det räcker inte för forskare att se och beundra, de måste veta varför allt detta händer .

På 1800-talet uppfann den schweiziske geografen F.A. Forel en apparat som mätte vattnets färg. Han skapade en skala av kemiska lösningar som alltid hade samma nyanser. Denna skala kallas en xantometer.

Det var nödvändigt att bevisa det uppenbara. Färgen på vatten, liksom färgen på vilken kropp som helst, bestäms av dess förmåga att överföra eller reflektera vilken färg som helst i solspektrumet. Snö, till exempel, reflekterar vit färg, is sänder solljus igenom och är därför genomskinlig, och havsvatten sänder och reflekterar samtidigt den blå färgen i spektrat. Man trodde att vattnet i sig var absolut färglöst.

År 1883 genomförde den belgiska vetenskapsmannen Spring ett experiment med destillerat vatten. Han bevisade att även i ett slutet rör behåller även renat vatten den blå färgen som erhålls från spektrumet under en tid.

Dessutom blev det klart att färgen på vattnet inte beror på de minsta partiklarna, vars spridning är orsaken till det himmelska blå. Våren bevisade att vatten, när det utsätts för strålarna i spektrumet, absorberar de röda och mörka delarna av spektrat och överför de blå och själv blir blått ett tag.

Dessutom påverkas färgen på vattnet i haven och oceanerna av dess kemiska sammansättning. Havets färg är oftast mörkblå, bara på vissa ställen får den en lite annan nyans.

Det händer att havsvattnet ser rött ut eller får en olivfärgad nyans. Genom att studera fenomenet kom forskare till slutsatsen att denna färgning uppstår på grund av alger i vattnet som har en liknande färg. Det är de som ger havet en sådan alarmerande färg.

Suspenderade partiklar som ger himlen dess blå färg hamnar ibland i havet. Nära havets stränder kan du ofta lägga märke till de gröna nyanserna av vatten, vilket kan förklaras av närvaron av suspenderade partiklar i det. Men oftast kan vi beundra havets blå yta.

Varför är havet blått?

Varför är havet blått, eftersom vattnet i sig är genomskinligt? Och även om du tar havsvatten och häller i en karaff så blir det också genomskinligt.

Felaktigt svar: eftersom havet reflekterar himlen, som är blå.

Färgen på havet som vi ser är resultatet av solljusets spridning genom havsvattnet.

Vatten överför ljus ojämnt - det sprider korta vågor bättre och långa vågor - sämre. Korta vågor motsvarar den blå delen av spektrumet och långa vågor motsvarar den röda delen. I en karaff tittar man på ett tunt lager vatten genom ljuset, så skillnaden i ljusgenomsläpplighet är inte märkbar. Och i havet ser man resultatet av solljusets spridning av många meter vatten. Därför absorberas blått ljus mindre i vatten, och ljuset som kommer UR vattnet innehåller mest blått ljus.
Förresten

Vatten reflekterar bäst inte blått, men purpur. Och ännu bättre - ultravioletta strålar. Det är därför det finns en fara att hamna på stranden solbränna högre än borta från vattendrag.

Varför havet blå färg? 12 augusti 2017

Blått hav. Grönt hav. Transparent färglös dricksvatten i ett glas. Så vilken färg har vattnet? Det finns ett överraskande svar på denna fråga. Klart vatten är blått. Denna färg är mycket svag, så den är osynlig i ett litet glas.

Men om vi häller vatten i ett enormt glasakvarium kommer vi att se en distinkt blå nyans i vattnet.

Vad bestämmer färgen på vattnet? Vattnets färg beror på absorption och reflektion av ljus av vattenmolekyler. Vitt ljus, till exempel solljus, kan delas upp i dess komponentfärger. Samlingen av dessa färger kallas spektrum. Spektrum av vitt ljus består av regnbågens färger. Vattenmolekyler absorberar ljus i den rödgröna delen av spektrumet. Strålar från den blå delen av spektrumet reflekteras av molekyler. Därför uppfattar vi vattnets färg som blå.

Men i naturliga vattendrag kan vattnets färg vara ganska varierande. Mitt i havet är vattnet en djup mörkblå, nästan lila, färg. Längs kustlinjen Vattnets nyanser varierar från blått till grönt och gulgrönt. Varför är det sådan skillnad? Mångfalden av nyanser beror på vilka partiklar som är suspenderade i vattnet och reservoarens djup. Nära stranden är havsvattnet fyllt med små flytande växter och organiska partiklar som faller ner i det från land. Precis som deras jordiska bröder, vattenväxter, som kallas växtplankton, innehåller klorofyll.

Klorofyll absorberar rött och blått ljus och reflekterar grönt ljus. Därför, nära stranden, har vattnet ofta en grön nyans.

Vattenfärg och djup Djup blått vatten Haven är som öde vita öknar - det finns väldigt lite liv här och där. Sett från rymden kan du se vilka hav som kryllar av liv och vilka som inte är det. Gröna vatten som tropisk djungel kontinenter är fyllda med liv. De djupblå vattnen är fattiga på liv och är som vita, livlösa öknar av land. Absorptionen av ljus av partiklar suspenderade i vatten förändrar uppfattningen av färg under vattnet. Föreställ dig att du dyker i vattnet i en gul ubåt.

Nära ytan kommer din ubåt att se ut exakt som sin ursprungliga gula färg. Men ju djupare du dyker, desto längre avstånd måste ljuset färdas från ytan för att nå ubåten. När den sjunker till ett djup av 30 meter kommer de flesta av strålarna av gula, orange och röda färger att absorberas av vattenmolekyler.

Strålar från de blå och gröna delarna av spektrat kommer att nå båten. Och titta, din ubåt kommer inte att vara gul, utan blågrön. Om du dyker ännu djupare skärs de gröna strålarna bort. Under vattnet ser båten nu matt blå ut. Grumligt havsvatten, där organiskt skräp är suspenderat, absorberar mer ljus än klart havsvatten rent vatten. Därför kommer mörkret snabbare när det är nedsänkt i lerigt vatten.

Havet är gjort av saltvatten. Han själv, om du kastar bort alla lysande levande varelser, lyser inte. Det vill säga att allt ljus vi ser kommer från havet är reflekterat solljus. Men solljuset är inte heller blått. Spektrat av solljus vid havets yta är så här.

Händelsens intensitet på jorden solstrålning beroende på våglängd vid havsnivån. Som du kan se sker den maximala strålningen i de gröna och gula delarna av det synliga området.

Havets färg bestäms av den mekanism genom vilken vattenmolekyler absorberar och sprider solens färg. Mekanismen är mycket komplex. Det beskrevs fullständigt först 1923 av geofysikern Vasily Shuleikin. Det visade sig att vattenmolekyler genomgår vibrations- och rotationsrörelser och som ett resultat absorberas olika olika längder vågor Rött absorberas mest av allt, och blått absorberas minst av allt. Den blå färgen sprids och reflekteras tillbaka i luften, medan den röda färgen förblir absorberad i havet. Detta gör att havet ser blått ut för oss, och under vattnet ser alla fotografier ut som blå. Så om du planerar att fotografera fisk, glöm inte blixten.

Diagram som visar hur solljus passerar genom havet. Rött absorberas nästan omedelbart, så på grunt djup finns det nästan inga röda färger under vatten. Grönt når upp till hundra meter. Och blå - upp till 200-300 m.

Havets insyn bestäms inte bara av vattenmolekyler, utan också av de små varelser som lever där. Plankton, suspenderat material, lera - allt detta minskar havets insyn. NASA genomförde nyligen forskning och fann att den lägsta koncentrationen av plankton finns utanför Påsköns kust.

Det är därför havet där är det mest genomskinliga i världen.
Om du inte har sett den rekommenderar jag att du tar en titt på Earth Observatory (NASA) projektsida och tittar på helt fantastiska observationer av koncentrationen av växtplankton i världshaven under de senaste tio åren. Det finns också beteendet hos havstemperaturen. Där kan du till exempel se var det varmaste havet på jorden är, varför valar tillbringar sommaren på nordliga breddgrader utanför Alaskas och Aleuternas kust, eller varför, under tre veckors segling Stilla havet Vi såg nästan inga levande varelser långt från stranden.

Källor: