Γιατί η θάλασσα έχει χρώμα ενώ το νερό είναι διάφανο; - Του Κωνσταντίνου Δ. Καρπούζα, Καθηγητού Φυσικής-Χημείας

Το χρώμα που βλέπουμε το καθορίζει ο ήλιος. Τα σωματίδια του νερού απορροφούν τα κόκκινα, τα πορτοκαλί, τα κίτρινα και τα πράσινα μήκη κύματος του ηλιακού φωτός και αντανακλούν τα μπλε. Εμείς προφανώς βλέπουμε μόνο εκείνα που αντανακλά το νερό δηλαδή τα μπλε.

Γιατί όμως το νερό απορροφά περισσότερο το κόκκινο και το πορτοκαλί;

Η ενέργεια των κόκκινων και πορτοκαλιών ακτινοβολιών τυχαίνει να είναι τόση, όση πρέπει για να θέσει τα μόρια του νερού σε διάφορες δονήσεις. Το νερό είναι το μοναδικό στοιχείο που παίρνει το χρώμα του λόγω μοριακών δονήσεων. Ο μηχανισμός αυτός διαφέρει από τον αντίστοιχο που δίνει στα περισσότερα αντικείμενα χρώμα (πρόκειται για απορρόφηση και ανάκλαση του φωτός), αλλά και διαφορετικός από αυτόν για τον οποίο ο ουρανός μας φαίνεται μπλε (είναι η σκέδαση του φωτός, το σκόρπισμα όπως είδαμε σε άλλη δημοσίευση).

Το νερό της θάλασσας κοντά στην στεριά φαίνεται ανοιχτόχρωμο σχεδόν διαφανές όπως σε ένα ποτήρι. Εδώ δεν υπάρχει μεγάλο βάθος και τα απορροφούμενα χρώματα του ηλιακού φωτός δεν απορροφώνται τόσο εύκολα οπότε τα αντανακλώμενα μπλε δεν είναι ισχυρά. Βλέπουμε λοιπόν κάτι μεταξύ λευκού και πολύ ανοιχτού γαλάζιου.

Αρκετές θάλασσες στον πλανήτη μας έχουν ένα χρώμα πρασινωπό και κάποιες άλλες κοκκινωπό. Αυτό οφείλεται στα συστατικά του νερού και στην υποθαλάσσια χλωρίδα.

Οι θάλασσες, οι λίμνες, τα ποτάμια κτλ δεν αποτελούνται μόνο από νερό αλλά και από άλλα σωματίδια, το πλαγκτόν (φυτοπλαγκτόν και ζωοπλαγκτόν). Το πλαγκτόν απορροφά κυρίως μπλε και λίγο κόκκινο φως, και διαχέει το πράσινο και το κίτρινο.

Επίσης, τα παραπάνω νερά περιέχουν και διαλυμένη οργανική ύλη η οποία απορροφά κυρίως μπλε και ιώδες. Οι απορροφήσεις αυτές λοιπόν, μεταβάλλουν τις αναλογίες των χρωμάτων του φωτός που απομένουν και έτσι το ανοιχτό γαλάζιο του καθαρού νερού γίνεται περισσότερο μπλε ή πράσινο, ανάλογα με την περιεκτικότητα των νερών σε πλαγκτόν και σε διαλυμένη οργανική ύλη.

Το νερό σε ένα ποτήρι δεν φαίνεται μπλε γιατί η ποσότητά του είναι πολύ μικρή και δεν μπορούμε να καταλάβουμε τη διαφορά. Η απορρόφηση της κόκκινης και πορτοκαλιάς ακτινοβολίας όταν το φως περνάει μέσα από ένα ποτήρι νερό είναι πάρα πολύ μικρή και δεν μπορούμε να την αντιληφθούμε. Σε μεγαλύτερες εκτάσεις όπως για παράδειγμα σε μια πισίνα βαμμένη εσωτερικά με λευκό χρώμα θα δούμε ότι το χρώμα του νερού αρχίζει και γίνεται γαλάζιο. Το νερό της θάλασσας, μιας λίμνης, ή μιας πισίνας, βρίσκεται σε τέτοια ποσότητα ώστε η απορρόφηση ορισμένων χρωμάτων του λευκού φωτός να είναι εμφανής. Εκεί που τα νερά είναι πιο βαθιά, το χρώμα τους φαίνεται πιο σκούρο. Το χρώμα του ουρανού παίζει κάποιον ρόλο στο χρώμα της θάλασσας;

Αυτή είναι η πιο διαδεδομένη θεωρία για το μπλε χρώμα της θάλασσας. Το τελικό χρώμα του νερού δεν οφείλεται μόνο στις δονήσεις των μορίων του, αλλά σε πολλούς και διάφορους λόγους, ένας εκ των οποίων είναι πράγματι η αντανάκλαση του χρώματος του ουρανού. Εκτός από το πλαγκτόν, ένας άλλος λόγος είναι και η σκέδαση του φωτός από αιωρούμενα σωματίδια ύλης μέσα στο νερό. Έτσι αν ένα φωτόνιο χτυπήσει ένα από αυτά τα σωματίδια, με μέγεθος από μόριο και πάνω, μπορεί να ανακλαστεί σε μια άλλη κατεύθυνση, αλλάζοντας την κατανομή των χρωμάτων που φθάνουν στα μάτια μας.

Γιατί τα νερά των ελληνικών θαλασσών είναι γαλάζια;

Το Αιγαίο φημίζεται τόσο για τα πανέμορφα νησιά όσο και για το χρώμα της θάλασσας. Πολλοί τουρίστες εντυπωσιάζονται για το καθαρό γαλάζιο χρώμα των νερών. Η διαύγεια των νερών καθορίζεται από την ύπαρξη ή όχι σωματιδίων ή μικροσκοπικών θαλάσσιων φυτών που αιωρούνται σε αυτά. Τα νερά του Αιγαίου, έχουν μικρές ποσότητες αιωρούμενων στερεών σωματιδίων και φυτοπλαγκτόν και για τον λόγο αυτό έχουν μεγάλη διαύγεια και ένα χαρακτηριστικό γαλάζιο ή βαθύ μπλε χρώμα. Αντίθετα, σε περιοχές όπου η μάζα όλων των οργανισμών ενός οικοσυστήματος είναι πολύ μεγάλη, τα νερά είναι θολά και έχουν ένα χαρακτηριστικό καφεπράσινο χρώμα όπως συμβαίνει π.χ. στην Βαλτική θάλασσα.

Η Μεσόγειος, είναι μία περιοχή με σχετικά λίγες βροχοπτώσεις μικρά ποτάμια (με εξαίρεση το Νείλο) και χάνει μεγαλύτερες ποσότητες νερών από αυτές που δέχεται. Όλα αυτά παίζουν καθοριστικό ρόλο και χαρίζουν στις ελληνικές θάλασσα αυτά τα καθάρια καταγάλανα νερά που ζηλεύουν όλοι οι τουρίστες!

Συμπερασματικά

Το νερό έχει μια ελαφριά μπλε απόχρωση. Το χρώμα του οφείλεται στην καλύτερη απορρόφηση συγκεκριμένων χρωμάτων του λευκού φωτός (κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο) και αυτός είναι ο κύριος λόγος που η θάλασσα φαίνεται μπλε. Άλλοι παράγοντες που προσθέτουν αποχρώσεις στη θάλασσα, είναι ο ουρανός, το πλαγκτόν, και η επιπλέουσα, οργανική ή ανόργανη, ύλη, που υπάρχει σε τεράστιες ποσότητες στους ωκεανούς της Γης.

ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ Δ. ΚΑΡΠΟΥΖΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ – ΧΗΜΕΙΑΣ