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观海洋颜色,知其健康状态

2020-01-13周晓

科学之谜 2020年11期
关键词:脸色水分子蓝光

周晓

您或许已经从天气预报、新闻或者电影等中发现,海洋并不总像课本上说的那样是蔚蓝的,而是碧绿的、深蓝的或者绿蓝色的……它的颜色在世界各地不尽相同。这是为什么?

正如美国宇航局的海洋学家吉恩·费尔德曼说的那样,“海洋表面的颜色大多数取决于其深浅、底部有什么以及海水里有什么”。

“物理特性”导致不同的颜色

我们往透明玻璃杯里倒入一杯纯净水,然后对它进行观察,可以很轻易地发现它是透明的,且光线很容易就穿透它。但海洋没那么“浅”,它非常非常深,以至于光线到达海底时已经微弱到可以忽略不计,这时海洋就会变成深蓝色。

这其中包含着基本的物理学原理。来自太阳的可见光由不同的波长的“光”组成,其中较长的波长在我们眼中是红色、橙色的,较短的波长则是蓝色和绿色。当太阳光照射到海洋时,太阳光就与海洋当中的水分子相互作用:被吸收或者被散射。

红光、橙光等较长波长的光,它们几乎在海洋表面就被水分子给吸收了,而蓝、绿等波长较短的光被水分子散射,并在水分子之间来回“反弹”,加上蓝光的波长比绿光的还要短,从而使海洋呈现出蓝色的样子。如果海洋的底部较浅,那么被散射的蓝光就触及底部然后反弹,海洋呈现出的蓝色会是淡蓝色;如果海洋的底部较深,那么海洋会呈现出深蓝色。

除了深浅,海洋底部的颜色也会影响海洋的颜色。例如希腊的浅海,由于它的底部是白色的沙子或岩石,这些沙子或岩石不仅反射蓝光,也会反射绿光,于是那里海洋呈现出的是一种绿蓝混合的碧绿色。

海洋的颜色,也是它的“脸色”

您或许已经知道了,海洋里可不只有水分子,还有浮沙和生物,如今的海洋甚至可能还有各种污染物。所以,海洋的颜色有时就相当于它的“脸色”,海洋学家往往利用海洋的脸色来诊断海洋的健康状况。

那么海洋的颜色为什么能揭示它的健康程度呢?海洋里有颜色不同的浮游植物,这些浮游植物对于海洋、乃至整个生态系统来说都是至关重要的。它们利用叶绿素捕获太阳的能量,然后将水和二氧化碳转化为有机化合物,从而为海洋提供营养,同时它们还会利用海洋里的各种污染物促进自身生长,并保持海洋的健康。

因此,如果某一海洋区域的污染严重,那么这一区域的浮游植物会大量繁殖,与此同时,它们还会生产出过量的营养物质,加上它们本身对水中氧气的消耗超量,这会加剧海洋环境的恶化。这时,海洋会呈现出该区域主流浮游植物的颜色,例如,以绿色浮游植物为主的海洋会显现出相对鲜艳的绿色,有的海洋甚至还有红色和褐色,这是因褐藻大量繁殖造成的。

气候变化导致雪上加霜

然而如今,不仅仅是海洋环境污染物,气候变化也会使海洋脸色变“差”。

從1968年至今,贫氧海洋区域的面积增加了3倍多,其面积大概有欧洲陆地面积的三分之一。海洋学家推测这是由于气候变暖使海洋温度升高,这使得海洋的环境更适合浮游植物生存,从而导致浮游植物过量繁殖,并消耗了海洋当中大量的氧气,然后引起海洋的“缺氧”。

综上所述,不同海洋区域的颜色各异,其背后原因复杂多样,需要引起人类特别关注和警惕。课本上说海洋是蓝色的,这并非是课本出错,课本只说了海洋的一种颜色而已。

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