Атлантический океан кажется синим, потому что молекулы воды рассеивают синие длины волн солнечного света больше, чем другие цвета. Однако фактический цвет Атлантики сильно варьируется в зависимости от таких факторов, как глубина, частицы и водоросли. Вблизи поверхности Атлантика имеет более темный сине-зеленый цвет из-за фитопланктона. В более глубоких водах он переходит в глубокий синий цвет, поскольку фитопланктон редеет. Ближе к суше осадки и сток делают Атлантику более зеленой или коричневой. Поэтому, хотя Атлантика может казаться синей из космоса, вблизи ее цвет более сложный.
Океаны кажутся синими из-за явления, называемого рассеянием Рэлея. Этот эффект описывает, как свет взаимодействует с частицами, которые меньше длины волны самого света. В океане первичными частицами являются молекулы воды.
Когда солнечный свет попадает в океан, большинство длин волн проходят прямо через молекулы воды. Однако синие длины волн в диапазоне 450–500 нанометров по размеру ближе всего к самим молекулам воды. Поэтому эти синие длины волн сталкиваются с молекулами воды и рассеиваются ими.
Это рассеяние перенаправляет синий свет во всех направлениях, отправляя часть его обратно к нашим глазам. Поскольку мы в первую очередь видим этот рассеянный синий свет, глядя на океан, он приобретает синий цвет.
Между тем, большинство оставшихся длин волн, таких как красный, желтый и зеленый, проходят через воду без изменений. Это избирательное рассеяние синих длин волн делает океан преимущественно синим.
В то время как рэлеевское рассеяние делает Атлантический океан голубоватым издалека, на его точный цвет влияют многие факторы, которые могут сделать его менее синим вблизи:
1. Глубина
Цвет Атлантики во многом зависит от глубины воды. Вблизи поверхности больше взвешенных частиц и фитопланктона, которые поглощают и рассеивают свет. Это создает более глубокий сине-зеленый цвет.
В открытом океане вдали от суши вода переходит от зеленоватого к темно-синему по мере увеличения глубины. На глубине более 200 метров вода кажется почти черной, так как остается очень мало света.
2. Частицы
Микроскопические частицы в воде, помимо молекул воды, также влияют на ее цвет. Планктон, отложения, загрязнения и плавающий мусор поглощают и рассеивают свет.
Большее количество частиц делает воду более зеленой или коричневой в зависимости от типа частиц. В большей части открытой Атлантики планктон определяет цвет больше, чем отложения. Но вблизи суши сток отложений значительно влияет на цвет воды.
3. Водоросли
Популяции фитопланктона также сильно влияют на оттенок Атлантики. Эти крошечные водоросли процветают у поверхности благодаря солнечному свету и питательным веществам. Их концентрация достигает пика весной и осенью.
Пигменты в фитопланктоне поглощают все длины волн, кроме зеленого, и рассеивают в основном синий свет. Это делает Атлантику более зеленой и менее темно-синей во время цветения.
Цвет Атлантического океана различается в разных регионах в зависимости от глубины, частиц и водорослей:
Вблизи суши
Близко к береговым линиям Атлантика выглядит зеленовато-коричневой из-за стока осадков из рек. Эстуарии и водно-болотные угодья окрашивают океан органическими веществами, которые поглощают более синие длины волн. Загрязнение также вносит частицы вблизи береговых линий. Небольшие глубины еще больше ограничивают рассеивание синего цвета.
Открытый океан
В открытой Атлантике вдали от суши фитопланктон является основным определяющим фактором цвета. Во время цветения водорослей вода становится ярко-зеленовато-голубой у поверхности. В более глубоких водах она переходит в яркий темно-синий цвет, поскольку концентрация планктона падает.
Тропики
В тропических регионах Атлантика сохраняет сине-зеленый цвет круглый год. Это связано с тем, что теплые, богатые питательными веществами воды поддерживают более постоянный рост фитопланктона. Более прохладные воды северной и южной Атлантики кажутся более синими вне весенних и осенних сезонов цветения планктона.
Арктика
Вблизи Гренландии и Полярного круга тающие ледниковые отложения превращают Атлантику в мутный зелено-серый цвет. Более холодные воды также ограничивают фитопланктон, не давая Арктической Атлантике приобрести глубокий синий оттенок.
Помимо Атлантики, такие факторы, как солнечный свет, погода и угол обзора, изменяют то, насколько синим выглядит океан мира:
– Угол солнечного света – Когда солнце высоко над головой, солнечный свет проходит через большее количество воды, что усиливает рассеивание синего света и цвет. Более низкие углы солнца излучают меньше синего света обратно, делая воду темнее.
– Облачный покров – Облака блокируют и рассеивают солнечный свет, уменьшая сияние океана и яркий цвет. Пасмурное небо придает поверхности воды тусклый, сероватый оттенок.
– Погода – Штормы поднимают осадки и нарушают рост планктона, изменяя цвет океана на больших территориях, пока условия не стабилизируются.
– Перспектива просмотра – Океан кажется наиболее синим, если смотреть прямо сверху. С пляжа больше отраженного света достигает наших глаз, что снижает насыщенность цвета океана.
Спутниковые снимки Земли подчеркивают синий цвет Атлантического океана по сравнению с сушей. Для этого есть несколько причин:
– Из космоса свет отражается от поверхности океана до того, как происходит рассеивание. Это подчеркивает синие длины волн.
– Спутниковые датчики разработаны и откалиброваны для выделения тонких цветовых вариаций в океане, которые наши глаза не могут обнаружить с береговой линии.
– В то время как мелкие прибрежные воды кажутся более зелеными и густыми, открытый океан доминирует в большей части Атлантики. Эта синяя вода средней глубины определяет общий цвет.
– Спутниковые изображения не имеют визуальных подсказок для глубины, на которые полагается человеческое зрение. Это делает различные глубины океана более однородно синими.
Поэтому спутниковые изображения чрезмерно упрощают истинные цветовые вариации Атлантики. Но они точно отражают, что подавляющее большинство Атлантики рассеивает свет в синем спектре, даже если точный оттенок зависит от местоположения.
Атлантический океан может выглядеть однородно синим на спутниковых снимках, но вблизи его цвет сильно различается в разных регионах и на разных глубинах. Рэлеевское рассеяние молекулами воды делает открытый океан вдали от суши темно-синим в ясные дни. Но такие факторы, как планктон, осадки, загрязнение и талая вода, делают прибрежные районы более зелеными, а мелководные воды — более сине-зелеными. Это создает сложную мозаику цветов по всей Атлантике, которую не могут уловить спутники. Так что в следующий раз, когда вы посмотрите на воду, найдите минутку, чтобы оценить ее тонкую и сложную красоту.