1st Δεκέμβριος 2020

ScienceLab.Gr

Science Communication

Το νερό είναι η πιο βασική και άφθονη χημική ένωση που μπορεί κανείς να σκεφτεί. Το νερό είναι ο παγκόσμιος διαλύτης όπως μαθαίναμε και στο σχολείο. Τόσο το σώμα μας όσο και η επιφάνεια της Γης, αποτελούνται κυρίως από αυτό. Αν σκεφτεί κάποιος ότι η χημική ένωση του νερού είναι Η2Ο, θα υποθέσει ότι είναι μια ένωση που μπορεί να μελετήσει και να κατανοήσει εις βάθος. Ειδικά αφού υπάρχει σε τόση αφθονία γύρω μας.

Όσο περίεργο όμως και να φαίνεται αυτό, δεν ισχύει. Το νερό είναι μια «πολύπλοκη» χημική ένωση. Τι ισχύει λοιπόν με το χρώμα του νερού; Είναι άχρωμο, είναι μπλε; Οι περισσότεροι θα συμφωνούσαν στο ότι το νερό είναι ένα άχρωμο, άοσμο και άγευστο υγρό.

Τι χρώμα έχει το νερό;

Καταρχάς το νερό είναι ένα αρκετά, αλλά όχι τελείως, διαυγές υγρό (άλλο ο χρωματισμός και άλλο η διαύγεια). Από το φως το οποίο δεν ανακλά, το μεγαλύτερο ποσοστό διαδίδεται μέσα του, ενώ ένα μικρό ποσοστό απορροφάται από τα μόριά του. Μέχρι ένα βαθμό, μπορεί και απορροφά όλα τα χρώματα του ορατού φωτός, αλλά είναι γεγονός πως έχει μια μικρή προτίμηση στις πορτοκαλί και κόκκινες ακτινοβολίες. Το φως λοιπόν που περνάει μέσα από το νερό είναι φτωχότερο σε πορτοκαλί και κόκκινο, και πιο πλούσιο σε μπλε σε σχέση με το λευκό φως, έτσι το νερό δείχνει μπλε.

Ο μόνος λόγος για τον οποίο το νερό σε ένα ποτήρι δε φαίνεται μπλε είναι επειδή η ποσότητα που περιέχεται σε αυτό είναι πολύ μικρή. Η απορρόφηση της κόκκινης και πορτοκαλιάς ακτινοβολίας όταν το φως περνάει μέσα από ένα ποτήρι νερό είναι τόσο ασθενής που δεν μπορούμε να την αντιληφθούμε.

Τι ισχύει με το χρώμα του νερού στη θάλασσα;

Στη θάλασσα, τα πράγματα είναι διαφορετικά. Το νερό της θάλασσας, ή μιας λίμνης, ή μιας πισίνας, βρίσκεται σε τέτοια ποσότητα ώστε η απορρόφηση ορισμένων χρωμάτων του λευκού φωτός να είναι εμφανής. Είναι εύκολο να παρατηρηθεί όταν σε κάποιο σημείο τα νερά είναι πιο βαθιά, το χρώμα τους φαίνεται πιο σκούρο.

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

Απ’ ότι φαίνεται η ενέργεια των κόκκινων και πορτοκαλιών ακτινοβολιών τυχαίνει να είναι τόση, όση πρέπει για να θέσει τα μόρια του νερού σε διαφόρων ειδών δονήσεις. Απ’ όσο γνωρίζουμε, το νερό είναι το μοναδικό στοιχείο που παίρνει το χρώμα του λόγω μοριακών δονήσεων (1). Ο μηχανισμός αυτός είναι διαφορετικός από τον αντίστοιχο που δίνει στα περισσότερα αντικείμενα χρώμα (απορρόφηση και ανάκλαση του φωτός), αλλά και διαφορετικός από αυτόν για τον οποίο ο ουρανός μας φαίνεται μπλε (σκέδαση του φωτός).

Και γιατί σε ορισμένες περιοχές τα νερά είναι πράσινα;

Οι θάλασσες (λίμνες, ποτάμια κτλ) δεν αποτελούνται μόνο από νερό αλλά και από άλλα πράγματα τα οποία όπως 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 διαλυμένη οργανική ύλη (2) η οποία απορροφά κυρίως μπλε και ιώδες. Οι απορροφήσεις αυτές λοιπόν, μεταβάλλουν τις αναλογίες των χρωμάτων του φωτός που απομένουν και έτσι το απαλό γαλάζιο του καθαρού νερού γίνεται περισσότερο μπλε ή πράσινο, ανάλογα με την περιεκτικότητα των νερών σε πλαγκτόν και διαλυμένη οργανική ύλη.

Το χρώμα του ουρανού παίζει κάποιον ρόλο στο χρώμα της θάλασσας;

Αυτή είναι η πιο διαδεδομένη θεωρία για το μπλε χρώμα της θάλασσας, αλλά δεν είναι απολύτως σωστή. Το τελικό χρώμα του νερού δεν οφείλεται μόνο στις δονήσεις των μορίων του, αλλά σε πολλούς και διάφορους λόγους, ένας εκ των οποίων είναι όντως 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. Αν ένα φωτόνιο χτυπήσει ένα από αυτά τα σωματίδια, που μπορεί να είναι οποιουδήποτε μεγέθους από μόριο και πάνω, μπορεί να ανακλαστεί σε μια άλλη κατεύθυνση, αλλάζοντας την κατανομή των χρωμάτων που καταλήγουν στα μάτια μας.

Συμπερασματικά

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

Πηγές:

  1. Causes of Color
  2. Με πληροφορίες από Καθημερινή Φυσική