پرسش‌های بزرگ: آیا دریا واقعا آبی رنگ است؟

آیا واقعا رنگ آب دریا آبی است؟ شاید این سوالی باشد که در نگاه اول از آن گذر کرده باشید اما گاهی اوقات ذهن شما را به خود درگیر کرده است.

آیا این رنگی است که شما از دریا تصور می کنید؟

جیمز جویس از آن به عنوان چلم سبز یاد کرده است، لرد بایرون به سوی آبی تیره قدیمی ساده رفت و هومر آن‌را غالبا "تیره شراب" می‌دید. این نوابغ ادبی رنگ دریا را به توصیف کشیده‌اند و تنوع در نثر آن‌ها تنها یک سبک شاعرانه نبوده است! تجربیات نشان می‌دهد که رنگ دریا می‌تواند براساس زمان و مکان تغییر کند. از آبی فیروزه‌ای درخشان و سبز مایل به سفید به سوی لاجوردی، سرمه‌ای تا آبی به رنگ تیره ظرف‌های شسته شده و قهوه‌ای کثیف.

آیا رنگ دریا بیشتر شبیه به این نیست؟

پس چرا همه ما با این تصور که رنگ دریا آبی است بزرگ شده‌ایم؟ تنوع در رنگ آب دریا به علت دلایل فیزیکی و زیست‌شناسی است.

آب خالص طبیعتا روشن و شفاف است ولی اگر عمق دریا زیاد باشد، نور نمی‌تواند در کف دریا منعکس شود و به رنگ آبی تیره نشان داده می‌شود و علت این اتفاق قوانین فیزیک پایه است. چشم انسان دارای سلول‌هایی است که قادر به تشخیص تابش الکترومغناطیسی با طول موج حدود ۳۸۰ تا ۷۰۰ نانومتر هستند. در این گروه، طول موج‌های مختلف مربوط به رنگ‌های مختلف است که ما در رنگین کمان می‌بینیم.

مولکول‌های آب در جذب نور بهتر هستند و در این کار به طول موج‌های بالاتر نیز می‌رسند، یعنی به رنگ‌های قرمز، نارنجی، زرد و سبز. این مولکول ها رنگ آبی را هنگامی که نور طول موجی کوتاه‌تر دارد، ترک می‌کنند. رنگ آبی احتمال کم‌تری برای جذب شدن دارد و می‌تواند به عمق‌های بیشتر نفوذ پیدا کند و آب عمیق را آبی‌تر نشان دهد.

عوامل مختلف در آب سواحل تاسمانی باعث تغییر رنگ آن می‌شود

نور با طول‌موج‌های کوتا‌ه هم به احتمال زیاد پراکنده شده یا در جهات مختلف منعکس می‌شود از جمله انعکاس آب در چشمان ما که باعث می‌شود دریا آبی‌تر به نظر برسد. با این حال، خلوص آب دریا متفاوت است. ذرات معلق در آن می توانند پراکندگی نور را افزایش دهند. شن و ماسه و گل و لای که از رودخانه‌ها به دریا می‌ریزد یا در هم زدن کف دریا توسط امواج و طوفان می‌تواند بر رنگ دریای ساحلی تاثیر گذار باشد و ریزه‌های آلی مانند باقی مانده از گیاهان فاسد شده که در میان دانشمندان به رنگ مواد آلی حل‌شده شناخته شده است، می‌تواند تصویر دریا را با اضافه کردن رنگ سبز، زرد و قهوه‌ای پیچیده‌تر کند.

تعیین رنگ اقیانوس بیش از یک تمرین زیبایی شناسی است. دانشمندان از سال ۱۹۷۸ و از طریق ماهواره‌ها به مشاهده‌ی رنگ اقیانوس‌ها پرداخته اند. این مطالعات تصاویر هیجان انگیزی را به همراه‌ داشت که شامل شاخه‌های بزرگی از رنگ‌های سبز و آبی در حال رقص و گردش به دور یکدیگر بود.

فیتوپلانکتون‌ها رنگ آب دریا را تغییر می‌دهند

این تصاویر بسیار زیبا هدف بزرگتری از زیبایی‌شناسی را دنبال می‌کردند. از این تصاویر می‌توان برای نظارت بر ‌فیتوپلانکتون و آلودگی‌ها استفاده کرد. فیتوپلانکتون‌ها می‌توانند در پاسخ به تغییرات محیطی از قبیل تغییرات دمایی و تغییرات ناگهانی در میزان مواد مغذی، به سرعت تکثیر شوند. دانشمندان نشان داده‌اند که جمعیت آن‌ها می‌تواند در یک روز دو‌برابر شود.

خلیج مین از دید ماهواره

دی اکسید کربن یک گاز گلخانه‌ای کلیدی است، هنگامی که یک فیتوپلانکتون می‌میرد مواد آلی در کف دریا ته‌نشین ‌می‌شوند و هرچه دی‌اکسید کربن بیشتری به مواد آلی تبدیل شود، دمای آینده به طور متوسط کم‌تر خواهد شد.

شکوفه فیتوپلانکتون در دریای بالتیک

برخی از گونه‌های فیتوپلانکتون مواد سمی‌ای که می‌تواند ماهی، پرندگان و پستانداران را بکشد و باعث بیماری انسان شود را تولید می‌کنند. در غلظت‌های بالاتر آن‌ها می‌توانند جذر و مد قرمز ایجاد کنند که همیشه هم قرمز رنگ نیست.

پس دانشمندان چگونه به بررسی تغییر رنگ دریاها و اقیانوس‌ها می‌پردازند؟ تکنیک اصلی استفاده از ماهواره‌ای شامل ابزار اندازه‌گیری شدت نور مرئی‌ای که از آب منعکس می‌شود، است.

آب روشن کارائیب فیتوپلانکتون کمتری دارد

بخش عمده‌ای از نور خورشید در مسیر خورشید تا سطح دریا توسط ذرات معلق درهوا پراکنده می‌شوند. چیزی که باقی می‌ماند یا جذب شده یا درون آب پخش می‌شود اما حدود ۱۰ درصد آن در سطح آب برگشته و به اتمسفر و احتمالا در جهت ماهواره‌ای که اندازه می‌گیرد که چه مقدار طیف سبز یا آبی موجود است، بازمی‌گردند. الگوریتم‌های کامپیوتری از این اطلاعات استفاده می‌کنند و با کمک آن تخمین می‌زنند که چه مقدار کلروفیل در زیر آب وجود دارد.

این دریا مطمئنا به رنگ آبی است

برای مثال، دانشمندان تلاش کرده‌اند تا دریابند که چگونه می‌توان مکان گروه‌های فیتوپلانکتون به نام کوکولیتوفور و دیاتوم‌ها را پیدا کرد. استوارت بیان می‌کند بدیهی است که امکان تشخیص بین گرو‌های مختلف فیتوپلانکتون‌ها بسیار مفید خواهد بود زیرا هر کدام از آنها کاربردی متفاوت در اکوسیستم را دارند.

بررسی رنگ دریا‌ها و اقیانوس‌ها نتایج قابل توجهی را به همراه داشت. سال گذشته محققان امریکایی نتایج نحقیق را منتشر کردند که نشان می‌داد چگونه سطح کلروفیل در اقیانوس در سراسر جهان بین سال های ۱۹۹۸ و ۲۰۱۲ تغییر کرده است.

تغییراتی که توسط ماهواره‌ها در دریای عرب به ثبت رسیده است

دیگران معتقدند که هنوز اطلاعات کافی که ثابت کند گرم شدن جهانی برسطح فیتوپلانکتون در دریا‌ها تاثیر گذاشته، جمع‌آوری نشده است. موردی که ممکن است در چرخه‌های ۱۵ ساله یا بیشتر تغییر کند. بعضی از مطالعات پیشنهاد می‌دهند که دانشمندان نیاز به بررسی رنگ دریا‌ها و اقیانوس‌ها دربیشتر از ۴۰ سال را دارند که بتوانند تعیین کنند، تغییرات آب و هوایی بر فیتوپلانکتون ها تاثیر می‌گذارد  یا خیر و این می‌تواند به این معنی باشد که ما باید تا سال ۲۰۳۸ صبر کنیم تا نتایجی دقیق براساس مطالعات با کیفیت داشته باشیم.

تنها در آن زمان ما می‌توانیم بفهمیم که رنگ اقیانوس‌ها تغییر کرده است یا نه و اگر جواب مثبت است این تغییر تا چه میزان بوده است. و سپس می‌توانیم نتیجه بگیریم که آیا انسان در حال تاثیر بر تعداد فیتوپلانکتون‌ها و چرخه کربن است یا خیر.