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为什么不同地方的海洋颜色一样?

作者:admin 2018-03-30 我要评论

SeaWiFS卫星观测到的西南印度洋的现行模式。 除了来自火山岛土壤的营养物和来自雨水的海鸟和海豹粪,我们还可以看到高浓度的叶绿素和浮游植物,这些地方的绿色都...

为什么不同地方的海洋颜色一样?

SeaWiFS卫星观测到的西南印度洋的现行模式。除了来自火山岛土壤的营养物和来自雨水的海鸟和海豹粪,我们还可以看到高浓度的叶绿素和浮游植物,这些地方的绿色都是水色的。SEAWIFS的

有人从缅因州海岸望着大海,看到的色调与在希腊岛上一个阳光明媚的海滩上从海中眯着眼睛的人截然不同。那么为什么海洋会出现如此众多的蓝色?

首先,NASA海洋学家Gene Carl Feldman指出:“海洋中的水不是蓝色,很明显,海洋表面的颜色大部分是基于深度,里面有什么,下面是什么。”

水冲一杯,当然,显示效果清晰为可见光线穿过它几乎没有障碍。但是如果一个水体足够深,光线不会从底部反射出来,它就会呈现蓝色。基本物理学解释了为什么:来自太阳的光由不同波长的光谱组成。较长的波长出现在我们的眼睛,红色和橙色,而较短的出现蓝色和绿色。当太阳的光照射到海洋时,它会与水分子相互作用并被吸收或散射。如果除了水分子以外没有任何东西存在于水中,那么波长较短的光线更有可能击中某物并散射,使海洋呈现蓝色。与此同时,较长的阳光红色部分被吸收在表面附近。

深度和海底也会影响到表面是否出现暗淡的深蓝色,如在大西洋的某些地方,或者像在热带地区那样抛出蓝宝石般的微光。“在希腊,水是这种美丽的绿松石色,因为底部是白色沙滩或白色的石头,”费尔德曼解释说。“发生什么事情是光线下降,蓝色光线下降,碰到底部,然后反射回来,所以你在水中做出这个美丽的淡蓝色。”
 

颜色反映海洋健康程度

然后有一个事实,即海洋很少清晰,但是却充满了微小的植物和动物生活,或充满悬浮的沉积物或污染物。当医生阅读患者的生命体征时,海洋学家监视海洋的颜色。海洋表面看到的颜色反映了它广阔的深处发生了什么。

费尔德曼在马里兰州的美国宇航局戈达德太空飞行中心工作,研究1997年发射的海上观测宽视场传感器(SeaWiFS)卫星拍摄的图像。从其栖息地超过400英里(644公里)卫星捕捉到梵高般的海洋色彩漩涡。这些模式不仅迷人,而且还反映了沉积物和径流可能使水呈现为暗淡的棕色,以及称为浮游植物的微型植物在富含营养物质的水域中收集,常常将其染成绿色。

浮游植物利用叶绿素捕获太阳能将水和二氧化碳转化为有机化合物。通过这个称为光合作用的过程,浮游植物会产生我们呼吸的大约一半的氧气。Feldman说,虽然大多数浮游植物会给海水带来绿色的色调,但有些会使它变成黄色,红色或棕色色调。
 

具有高浓度浮游植物的海洋可能呈现蓝绿色至绿色,这取决于密度。绿水可能听起来不太吸引人,但正如费尔德曼所说:“如果不是浮游植物,我们就不会在这里。” 浮游植物是食物网的基础,也是浮游动物食物的主要来源,它们是鱼类食用的小动物。然后鱼被鲸鱼和鲨鱼等大型动物食用。

当海洋遭受径流污染时,浮游植物的数量会升高到不健康的水平。浮游植物以污染物为食,蓬勃发展并死亡,沉入底部,在从水中耗尽氧气的过程中分解。

气候变化影响颜色分布

根据2018年1月发表在“科学”杂志上的一份研究报告过去50年来,氧耗尽的海洋区域的面积翻了四倍,达到了欧盟的面积,即1,778,099平方英里(4,475,755平方公里)部分原因可能是气候变化导致海水温度上升,因为温暖的水支撑着更少的氧气。在沿海地区,浮游植物的花被怀疑是原因。浮游植物可能是海洋食物链的基础,但正如费尔德曼所说:“太多的好东西不是好事。”

在费尔德曼办公室墙上的地图上,是一个标记,显示人类干扰不大的地方,海水也许是这个星球上最清晰的地方。在这个地区,在东南太平洋复活节岛附近的海岸,由于它位于巨大的海洋环流中间,或大的环流,水深和明显。它的中心位置意味着海洋层次的混合最少,营养物质不会从深层底部向上推进。这里的水的纯度,再加上它的深度,这里的海洋显得比其他任何地方都更深。

“光线一直向下,向下,向下,没有任何东西可以让它回弹,”费尔德曼说,“这是你见过的最深的蓝色。”


 


 

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