Мы любуемся цветом воды морей и океанов, говорим, что она темно-синяя, или небесно-голубая, или какая-нибудь еще, а ученым мало видеть и восторгаться, им надо знать, почему все это происходит.
В XIX веке швейцарский географ Ф.А.Форель изобрел прибор, измеряющий цвет воды. Он создал шкалу из химических растворов, всегда имеющих одни и те же оттенки. Шкалу эту называют ксантометром.
Необходимо было доказать очевидное. Цвет воды, как и цвет всякого тела, определяется способностью пропускать, или отражать какие-либо цвета солнечного спектра. Снег, например, отражает белый цвет, лед пропускает солнечный свет насквозь, и оттого прозрачный, а вода в океане пропускает и отражает одновременно голубой цвет спектра. При этом считалось, что сама вода абсолютно бесцветна.
В 1883 году бельгийский ученый Шпринг провел опыт с дистиллированной водой. Он доказал, что и в закрытой трубке даже очищенная вода некоторое время сохраняет голубой цвет, полученный от спектра.
Кроме того стало ясно, что цвет воды не зависит от мельчайших частичек, рассеивание которых является причиной небесной синевы. Шпринг доказал, что вода, попадая в лучи спектра поглощает красные и темные части спектра, а голубые пропускает, и сама становится голубой на некоторое время.
Кроме того на цвет воды в морях и океанах влияет ее химический состав. В океанах чаще всего темно-голубой цвет, только в некоторых местах он приобретает немного другой оттенок.
Случается, что океанская вода кажется красной или приобретает оливковый оттенок. Изучая явление, ученые пришли к выводу, что такое окрашивание происходит из-за водорослей, находящихся в воде и обладающих подобным цветом. Именно они придают океану такую тревожную окраску.
Взвешенные частички, которым небо обязано синевой, иногда все-таки попадают в океан. У берегов океанов часто можно обратить внимание на зеленые оттенки воды, что можно объяснить нахождением в ней взвешенных частичек. Но чаще всего мы можем любоваться голубой гладью океана.
Почему море синее?
Почему море синее, ведь вода сама по себе прозрачная? И даже если взять морскую воду и налить в графин, она тоже будет прозрачная.
Неправильный ответ: потому что море отражает небо, а оно синее.
Цвет моря, который мы видим, — это результат рассеивания солнечного света толщей морской воды.
Вода пропускает свет неравномерно — короткие волны она рассеивает лучше, а длинные — хуже. Короткие волны соответствуют синей части спектра, а длинные — красной. В графине вы смотрите на просвет на тонкий слой воды, поэтому разница в пропускании лучей незаметна. А в море вы видите результат рассеяния солнечного света многометровой толщей воды. Поэтому синий свет меньше поглощается в воде, и в том свете, который выходит ИЗ воды, больше всего синего цвета.
Кстати
Лучше всего вода отражает не синий, а фиолетовый цвет. А еще лучше — ультрафиолетовые лучи. Вот почему на берегу моря опасность получить солнечный ожог выше, чем вдали от водоемов.
С давних времен люди отдыхают на море, ходят по нему на лодках и кораблях, используют морские дары в пищу и для лечения. Но только единицы действительно интересуются морем и пытаются разгадать его тайны.
Почему морская вода такая синяя? Возможно, потому, что в ней отражается небо? Многие ошибочно полагают, что именно небесная гладь придает воде синеватый оттенок. На самом деле цвет моря зависит от множества факторов, в том числе погодных условий, состава воды и даже его обитателей.
Какой истинный цвет воды?
Если налить немного морской воды в стакан, можно заметить, что она будет прозрачной. Причина такого явления кроется в ее . Любая вода, будь то пресная или морская, состоит из кислорода и водорода.
Оба этих элемента относятся к газам и по определению являются невидимыми. Любое изменение прозрачности жидкости происходит из-за наличия в ней растворенных веществ – грязи, водорослей, множества других частиц, которые обычно попадают воду вместе с осадками.
Из чего состоит морская вода?
Если говорить о составе морской воде, то помимо водорода и кислорода, в ней присутствует множество других элементов. В результате биологических и химических процессов в море попадают растворенные газы – азот, углекислота, кислород.
При определенных условиях в нем может накапливаться сероводород. Кроме газов, в морской воде присутствуют биогенные (питательные) вещества, принимающие участие в создании органических соединений.
Но самое главное вещество в море – это соль. Именно благодаря ей морская вода имеет соленый привкус. Степень солености в разных морях может значительно различаться. Это зависит от количества атмосферных осадков, притока речной воды, образования и таяния ледников.
Самым соленым является Красное море – в процентном соотношении его соленость составляет 41 %. В Средиземном море содержится 39 % соли, а в Черном – всего 18 %.
Что влияет на цвет воды в море?
Выяснить, почему вода в море имеет синий оттенок, люди пытались с давних времен, но только в XIX столетии ученые начали серьезно интересоваться этим вопросом и попытались определить основные факторы, оказывающие влияние на ее цвет.
Одним из первых исследователей морской воды стал швейцарский естествоиспытатель Франсуа Форель. Чтобы понять причину синевы моря, он создал специальный прибор, позволявший измерить оттенок жидкости по шкале химических соединений.
Позже исследователями было доказано, что любые вещества, в том числе морская вода, способны отражать свет Солнца и отдельные оттенки из спектра радуги. К примеру, лед может пропускать через себя любое излучение, поэтому выглядит прозрачным, а вот снег отражает только белый цвет, в силу чего .
Что касается воды в морях и океанах, то она способна отражать все оттенки синего, чем и объясняется ее синева. Помимо солнечного излучения, на цвет оказывают влияние облака (их объем и тип), высота Солнца над горизонтом, количество микроорганизмов.
Почему вода в море синего цвета?
Цвет морской воды во многом зависит от глубины проникновения в нее лучей различных цветов и размеров. Море способно поглощать и рассеивать любые лучи, но, к примеру, желтый либо оранжевый поглощаются быстрее и на малой глубине, а синий – медленнее и на больших глубинах, поэтому вода и кажется синей. В целом же цвет моря может варьироваться от прозрачного до зеленого.
При небольшой глубине или наличии в воде множества взвешенных частиц в ней рассеиваются оранжевые и красные лучи, в результате море выглядит зеленым. У самого побережья разница в поглощении не отражается на цвете, поэтому вода видится прозрачной или с легким голубоватым оттенком.
Значительное влияние на степень поглощения излучения оказывает количество фитопланктона, а точнее – объем хлорофилла, необходимый этим организмам для выработки углерода. Чем больше в воде хлорофилла, тем сильнее она поглощает синие лучи и отражает зеленые.
Замечено, что в местах, где присутствует много фитопланктона, вода более темная, с сине-зеленым оттенком. Кроме того, цвет моря может зависеть от состава и температуры воды. В более соленых и теплых морях она имеет голубой цвет, а в холодных и малосоленых – зеленый.
Или морская гладь видится нам синей?Перед тем, как ответить на этот вопрос, следует задать другой – почему предметы окружающего мира видятся в разных цветах? Почему , шляпка мухомора , апельсин оранжевый? Причина кроется в способности предметов поглощать и отражать свет. А еще точнее, волны света с определенной длиной. Из школьного курса физики вы знаете, что свет можно разложить с помощью призмы на цветовые составляющие. Радуга тоже является примером разложения солнечного света. Так как химический состав элементов окружающего нас мира различен, то они по-разному поглощают и отражают световые волны различной длины. Предмет, поглощающий абсолютно все лучи, будет выглядеть черным пятном. Если какие-то лучи отражаются, то цвет предмета будет определяться именно этими отраженными лучами. Листва зеленая, потому что в наибольшей степени отражает именно зеленую часть солнечного спектра. Теперь вернемся к вопросу о синеве воды. Синий цвет воды – комплексное явление. Вы наверняка обращали внимание на то, что вода в реке или море бывает разного цвета, при этом ее цвет в значительной степени зависит от погоды. Если небо хмурое, то и море серое, неприветливое, вся его синева куда-то уходит. И наоборот, в солнечный день оно синее или , очень красивое. Вода в такой день видится синей или , потому что ее цвет в значительной мере зависит от цвета неба. Небо голубое, поэтому вода в наибольшей степени отражает именно этот цвет. Но так как вода прозрачная, на ее цвет большое влияние оказывают и законы поглощения и рассеяния света в этой среде. Синие и голубые лучи рассеиваются одними из первых, глубже проникают и желтые. Последними, перед наступлением полной темноты, с увеличением глубины исчезают оранжевые и красные лучи. Именно поэтому верхний слой чистой воды в солнечный день имеет цвет, это особенно хорошо видно .
Видео по теме
С водой ежедневно имеет дело каждый. Многим приходилось наблюдать за водами рек и озер, морей и океанов. Но все ли знают, какой цвет имеет вода? Ведь в обычном стеклянном стакане эта живительная влага кажется бесцветной. Так ли это? Цвет чистой воды отличается от оттенков влаги, которая встречается в естественных условиях.
Цвет воды
Ученые установили, каков подлинный цвет воды. Она - голубая. Однако эта окраска настолько слаба, что в небольшом объеме жидкость кажется бесцветной. Но если внимательно рассмотреть воду в большом аквариуме, можно увидеть ее голубоватый оттенок.
Чем определяется цвет воды? Оказывается, он находится в прямой зависимости от особенностей отражения и поглощения света частицами жидкости. Солнечный свет можно разложить на составляющие компоненты. Их суммарное единство называется спектром.
Для белого цвета эта совокупность оттенков будет состоять из цветов радуги. Молекулы воды активно поглощают свет в так называемой красно-зеленой части спектра. Лучи синей части спектра молекулами воды отражаются. Именно по этой причине цвет воды воспринимается как голубой.
Оттенки воды в природе
А теперь попробуйте пройтись по берегу водоема. Вы можете убедиться, что цвет воды в реке, озере, море или океане отличается от естественного цвета чистой воды. Посреди океанских просторов вода будет иметь темно-синий оттенок - вплоть до фиолетового. Вблизи берега цвет воды вполне может оказаться желто-зеленым.
Такое разнообразие цветов определяется в первую очередь наличием в жидкости взвешенных частиц и глубиной конкретного водоема.
В непосредственной близости от океанского берега вода наполнена очень мелкими растениями и частицами органического происхождения. Водные растения содержат некоторое количество хлорофилла, который отражает зеленый цвет. Такой оттенок и имеет вода возле прибрежной линии.
Если рассмотреть снимки планеты, сделанные с орбитальной станции, можно увидеть, какие районы мирового океана наполнены живыми организмами, а где водный растительный мир беден. Голубой цвет на снимке укажет на воды, где жизнь не отличается богатством форм. Зеленый оттенок воды на сделанных из космоса фотографиях - свидетельство обилия микроорганизмов.
Особенности прохождения лучей света сквозь толщу воды влияет также на восприятие ее цвета пловцами или экипажами подводных лодок. Ближе к поверхности вода покажется желтоватой. По мере погружения она станет казаться сине-зеленой. А на самых больших глубинах вода приобретет тусклый синий цвет. Мутная вода воспринимается более темной.
В целом установлено, что любые неоднородности в составе жидкости (к примеру, взвешенные частицы) способны придавать воде самую причудливую окраску. Именно поэтому на картинах знаменитых художников, которые пишут картины с изображением морских просторов, можно встретить очень необычные цветовые сочетания.
Если взять стакан воды из моря, мы увидим там прозрачную жидкость, а вот если смотреть в глубину самого водоема, то вода окажется синей. в одном случае и прозрачное в другом?
Роль атмосферы
Когда-то считали, что ответ лежит на поверхности, а если быть совсем точным, в ней и отражается: небо синего цвета. Вот почему вода в море синяя - она отражает голубой небосвод! Действительно, благодаря своей химической структуре и физическим параметрам работают в роли идеального зеркала, отображая видимый цвет неба и плывущих над ним облачных масс. Поэтому, к примеру, воду Балтийского и Средиземного морей не спутаешь даже на фотографии. Ведь в Балтийском море преобладают серо-свинцовые тона, и частично это происходит из-за того, что семьдесят пять процентов времени года над горизонтом нависают тяжёлые тёмные облака. А вот в южных широтах небо преимущественно безоблачное, и, отражаясь, оно придаёт воде красивый синий цвет.
Но существуют более значимые факторы. Дело в том, что свет в водоемах преломляется, и делает он это под разными углами на разных глубинах. На маленькой глубине вода будет казаться прозрачной из-за того, что в ней преломляются лучи разных цветов и оттенков. Они накладываются друг на друга, и в результате наш глаз воспринимает воду прямо возле берега или, скажем, в стакане практически бесцветной.
Зависимость от глубины
Чем больше глубина, тем больше разница во времени поглощения лучей и их длине. Причем тут есть еще одна особенность - поглощаются и рассеиваются только оттенки из спектра радуги. На поверхности будут рассеиваться желтые, оранжевые и красные цвета, на большей глубине вода будет зеленой из-за взаимодействия с зелеными оттенками, а глубокие толщи морского пространства поглощают голубой, синий и фиолетовый оттенки. Вот почему море синего цвета вдали от берега. Именно благодаря этому феномену отражения и поглощения света снег кажется белым - он отражает белый цвет, а лёд отражает все цвета, в силу чего видится прозрачным.
Жизнь берёт своё
Но и это еще не все. Ведь нельзя, обстоятельно отвечая на вопрос, почему море синее, просто сбросить со счетов тех, кто там живет. К примеру, фитопланктон оказывает прямо-таки огромное влияние на цвет водоёма. Из-за содержащегося в нем хлорофилла фитопланктон поглощает лучи синих оттенков и рассеивает зеленые. Соответственно, чем больше этого самого планктона, тем более выразительным будет зеленый Однако, кроме фитопланктона, существует множество других обитателей глубин, которые придают морю разные оттенки. Эти организмы могут быть всех красок радуги, а их концентрация напрямую влияет на цвет воды.
Еще одним фактором являются взвешенные в воде мельчайшие частицы. Измерить их количество, а также химический состав можно специальным прибором по шкале химических соединений, который создал Франсуа Форель. Химический состав жидкости играет очень важную роль в окраске всего водоема. В малосоленых и прохладных водах преобладают голубой и синий оттенки, а в соленых и сравнительно теплых слоях - зелёные.
Тайна Черного моря
Для того чтобы разобраться, почему реки и моря синие,рассмотрим пример Черного моря. В связи с чем ему дали такое описательное название? У ученых на этот счет существуют две основные гипотезы. Во-первых, моряки заметили, что во время шторма вода темнеет и становится почти черной (хотя во время шторма все темнеет, если присмотреться, это действительно так…). Во-вторых, если опустить металлический предмет на глубину побольше, он потемнеет. Это произойдет из-за содержания сероводорода - вещества, выделяемого бактериями, функцией которых является разложение трупов животных и растений. И опять же, если набрать воду в стакан, жидкость все равно будет прозрачной, а вот с высоты птичьего полета - синей.
Ответ лежит на глубине
Подведя итог, можно выделить такие основные факторы, поясняющие, почему море синее:
- Физические. Преломление солнечных лучей и большая температура придают глубине рек и оттенки, однако чем меньше объём воды и градус, тем прозрачнее будет вода.
- Биологические. Фитопланктон, зависшие частицы, водоросли и микроорганизмы, которые обитают в пучинах вод, придают воде зеленые либо синие оттенки цвета.
- Химические. Если красную краску размешать с водой - будет красная вода. Нечто подобное происходит и с морем: химические соединения, которые образуются в нем под влиянием разных факторов, дают окраску в разные цвета. Ну и справедливости ради надо добавить к этому сероводород, который окрашивает все что не лень в темные оттенки. Не следует забывать о высоком содержании соли, рассеивающей лучи синей части спектра.
Таким образом, такое простое, казалось бы, вещество, как вода в разных своих агрегатных состояниях, имея абсолютно разный цвет, дает изобилие вопросов. Как и дилемма «Почему море синее?», они могут поставить в тупик не только ребенка, но и вполне образованного взрослого.
Озеро, речка, море, океан… Все мы любим эти явления, и часто даже не задумываясь, говорим о них как о синих или голубых водных богатствах природы. Наблюдая за водными стихиями, мы восторгаемся, ужасаемся или смиряемся в своей душе. А более ученый и любопытный глаз иногда замечает цветовые изменения в морской пучине.
Почему же это происходит? Почему вода в океане иногда голубая, иногда черная, а когда берешь ее в руки – она прозрачная и не имеет цвета? Что же это за чудесные превращения? Углубимся в научные просторы и попробуем найти ответы на них.
В начале девятнадцатого века географ из Швейцарии Ф. Форель изобрел прибор, с помощью которого можно было измерять цвет воды. Шкала этого прибора состояла из разных химических растворов, которые всегда имели одни и те же оттенки. Эта шкала и по сей день называется ксантометр.
Вообще цвет воды ученые определяют ее способностью отражать или пропускать сквозь себя какие-либо оттенки солнечного спектра. Например, снег, поскольку он отражает только белый оттенок - он белый, лед прозрачный, потому что он пропускает сквозь себя солнечный свет. А вода одновременно и отражает и пропускает сквозь себя голубой оттенок солнечного спектра. В полной тени или сумерках голубой цвет из воды исчезает и она становится совершенно бесцветной.
Так что, в данном случае, синее небо над океаном, как полагают многие, вообще ни имеет никакого отношения к цвету воды.
Есть еще некоторые факторы, которые влияют на цвет морей и океанов в мире – это химический состав воды. Ведь если глянуть на океанский простор с высоты птичьего полета, можно легко заметить, что далеко не вся поверхность его окрашена в голубой цвет. В каких-то местах оттенок воды изменяется и приобретает несколько иной вид. Происходит это из-за постоянного движения воды и смешивания ее с различными подземными потоками и вливаниями извне. Поэтому вода в океане в разных местах меняет свой химический состав, а, следовательно, и цвет.
Бывает, что вода становится красноватой или зеленоватой, бывает виден ярко выраженный оливковый цвет. Такие чудесные превращения происходят из-за наличия водорослей находящихся в том или ином месте. Подводный мир неимоверно велик и разнообразен, и цвет водорослей так же влияет на расцветку поверхности воды в океане.
Еще разнообразие оттенков в воде океана зависит от глубины того или иного места океана. Океан – это совершенно обособленный от земной жизни мир. Там все свое: своя жизнь, свои обитатели, свои законы и свои правила. Так же как и на земной поверхности, жизнь в океане распределена не равномерно. Снова возносясь в небесные просторы, и взглянув оттуда на водную гладь, можно без труда определить, где в океане кипит и бурлит жизнь, а где расположены «пустыни», безжизненные и суровые. Зеленый оттенок воды в тех или иных участках, говорит о не самой большой глубине и о высокой плотности «населения». А вот чем ярче синева воды, тем глубже в этом месте океан, и тем яснее просматриваются «пустынные» местности в границах этой страны.
Ну вот, теперь все мы знаем, что голубой цвет воды в океане зависит сразу от нескольких факторов, перечисленных выше.
