Когда кто-то смотрит на океан с побережья Мэна, он видит совсем другие оттенки, чем тот, кто глядит на море с солнечного пляжа на греческом острове. Почему океан имеет так много оттенков синего?
Сначала стоит отметить, как говорит океанограф Джин Карл Фелдман: "Вода в океане не синяя, она прозрачна. Цвет поверхности океана в большинстве своем зависит от глубины, того, что находится в ней и под ней."
Стакан воды, конечно же, кажется прозрачным, так как видимый свет проходит через него с небольшими или совсем без препятствий. Но если водоем достаточно глубок, чтобы свет не отражался от дна, он кажется синим. Основы физики объясняют это: свет от солнца состоит из спектра разных длин волн. Более длинные волны кажутся нам красными и оранжевыми, в то время как более короткие — синими и зелеными. Когда свет солнца попадает на океан, он взаимодействует с молекулами воды и может быть поглощен или рассеян. Если в воде, кроме молекул воды, ничего нет, кратковременные длины волн более вероятно ударятся о что-то и рассеются, придавая океану синий цвет. Более длинные, красные части солнечного света, между тем, поглощаются ближе к поверхности.
Глубина и дно океана также влияют на то, выглядит ли поверхность как мрак-темно-синий, как в некоторых частях Атлантики, или бросается сапфировым мерцанием, как в тропических местах.
"В Греции вода имеет красивый бирюзовый цвет, потому что дно либо песчаное, либо из белых камней," — объясняет Фелдман. "Свет спускается, синий свет доходит до дна и затем отражается, создавая этот красивый голубой цвет в воде."
Цвет отражает здоровье океана
И, конечно же, океан редко бывает прозрачным, в нем всегда множество микроскопических растений и животных или взвешенных веществ и загрязнителей. Океанографы наблюдают за цветом океана, как врачи читают жизненные показатели своих пациентов. Цвет, видимый на поверхности океана, отражает то, что происходит в его глубинах.
Фелдман, работающий в НАСА Goddard Space Flight Center в Мэриленде, изучает изображения, сделанные спутником Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS), запущенным в 1997 году. С высоты более 644 километров над Землей спутник захватывает удивительные вихри цветов океана. Эти узоры не только завораживают, но также отражают, где осадки и стоки могут придавать воде тускло-коричневый цвет, а где микроскопические растения, называемые фитопланктоном, собираются в питательных водах, часто придавая им зеленоватый оттенок.
Фитопланктон использует хлорофилл для захвата энергии от солнца и превращения воды и углекислого газа в органические соединения. С помощью этого процесса, называемого фотосинтезом, фитопланктон генерирует около половины кислорода, который мы дышим. Большинство фитопланктонов придают океанской воде зеленоватый оттенок, но некоторые делают ее желтоватой, красноватой или коричневой, говорит Фелдман.
Океаны с высокой концентрацией фитопланктона могут выглядеть сине-зелеными или зелеными, в зависимости от плотности. Зеленоватая вода может не звучать привлекательно, но, как говорит Фелдман, "Если бы не фитопланктон, нас бы не существовало". Фитопланктон служит основой пищевой цепи океана и основным источником пищи для зоопланктона, которым питаются мелкие животные, которых съедают рыбы. Затем рыбу едят более крупные животные, такие как киты и акулы.
Именно когда океаны становятся загрязненными стоками, количество фитопланктона может увеличиться до нездоровых уровней. Фитопланктон питается загрязнителями, размножается и умирает, оседая на дно и разлагаясь, что уменьшает кислород в воде.
Влияние изменения климата
За последние 50 лет зоны океана с истощенным кислородом увеличились более чем в четыре раза и теперь составляют площадь, приближенную к размерам Европейского союза, или 4 475 755 квадратных километров, согласно исследованию, опубликованному в январе 2018 года в журнале Science. Частью причины может быть увеличение температуры океана из-за изменения климата, так как более теплая вода содержит меньше кислорода. В прибрежных районах подозревается фитопланктон. Фитопланктон может служить основой пищевой цепи океана, но, как говорит Фелдман, "Слишком много доброго — нехорошо".
На карте, висящей на стене кабинета Фелдмана, отмечено место, где практически нет человеческого вмешательства, и вода океана, возможно, самая чистая на планете. В этом регионе у побережья острова Пасхи, на юго-востоке Тихого океана, вода глубокая и удивительно чистая благодаря своему расположению в центре огромного океанического вихря или крупного кругового течения. Его центральное расположение означает, что здесь минимальное перемешивание океанских слоев, и питательные вещества не поднимаются из глубоких слоев. Чистота воды здесь, в сочетании с ее глубиной, делает океан здесь глубоким индиго, чем, возможно, где-либо еще.
"Свет просто спускается, спускается, спускается; нет ничего, что бы отразило его обратно", — говорит Фелдман, — "Здесь вы увидите самое глубокое синее, которое вы когда-либо видели."
