چرا آسمان و اقیانوس آبی دیده می شوند؟

یافته‌های علمی نشان می‌دهد با اینکه آسمان آبی و اقیانوس‌ها هر دو آبی دیده می‌شوند، اما علم هر دوی آن‌ها را با دلایل کاملاً متفاوت توضیح می‌دهد. بسیاری از ما، با اطلاع از آبی بودن آسمان‌ها و اقیانوس ها، این داستان را می‌شنویم که یکی آبی است، زیرا دیگری را منعکس می‌کند. این تفسیر درست نیست. آسمان آبی است، زیرا پراکندگی جوی به گونه‌ای کار می‌کند که نور آبی را در جهات مختلف به طور موثرتر از نور قرمز پخش شده و باعث می‌شود آبی از جهات مختلف به چشمان ما برسد. در همین حال، اقیانوس‌ها رنگ‌های خاصی را بیشتر از بقیه جذب می‌کنند، بنابراین با رفتن به اعماق بیشتر، نور آبی آخرین رنگی است که باقی می‌ماند.همانطور که از فضا مشاهده می‌شود، سیاره زمین اغلب به عنوان یک نقطه آبی کم رنگ توصیف می‌شود، اما فقط سطح اقیانوس‌ها به رنگ آبی به نظر می‌رسند. قاره ها، ابر‌ها و کلاهک‌های یخی به هیچ وجه آبی به نظر نمی‌رسند. پس این اقیانوس‌ها هستند، نه جو، که به سیاره ما رنگ کلی آن را می‌دهند.آسمان به دلیل وجود نور آبی رنگ خورشید، آبی نیست. خورشید نوری با طول موج‌های مختلف ساطع می‌کند و این نور به یک رنگ سفید خالص تبدیل می‌شود. باید بدانید که اکسیژن به خودی خود یک گاز آبی رنگ نیست، بلکه نسبت به نور شفاف است.
با این حال، تعداد بی شماری از مولکول‌ها و ذرات بزرگ‌تر در جو وجود دارند که نور با طول موج‌های مختلف را با مقادیر مختلف پراکنده می‌کنند. اقیانوس‌ها هیچ نقشی در رنگ آسمان بازی نمی‌کند، اما چشمان ما این واقعیت را آنطور که هست نمی‌بینند. سه عامل نور خورشید، اثرات پراکنده جو زمین و واکنش چشم انسان، ترکیبی هستند که به آسمان ظاهر آبی آن را می‌دهند.
پوشش نازک روی عینک آفتابی شما نور ماوراء بنفش و آبی را منعکس می‌کند، اما به رنگ‌های سبز، زرد، نارنجی و قرمز با طول موج بلندتر اجازه عبور می‌دهد. ذرات ریز و نامرئی که جو ما را تشکیل می‌دهند نیز همین کار را می‌کنند. مولکول‌هایی مانند نیتروژن، اکسیژن، آب، دی اکسید کربن و همچنین اتم‌های آرگون، نور را با تمام طول موج‌ها پراکنده می‌کنند، اما در پراکندگی نور با طیف آبی‌تر و با طول موج کوتاه‌تر کارآمدتر هستند. یک دلیل فیزیکی پشت این موضوع وجود دارد و آن اینست که تمام مولکول‌هایی که اتمسفر زمین را تشکیل می‌دهند، از نظر اندازه کوچک‌تر از طول موج‌های مختلف نوری هستند که چشم انسان می‌تواند ببیند. طول موج‌هایی که به مولکول‌های موجود نزدیک‌تر هستند، به طور مؤثرتری پراکنده می‌شوند. از نظر کمی، قانونی که از آن پیروی می‌کند به عنوان پراکندگی رایلی شناخته می‌شود. نور بنفش، ۹ برابر بیشتر از نور قرمز و با طول موج بلند پراکنده می‌شود. به همین دلیل است که در طول طلوع و غروب خورشید و ماه گرفتگی، نور قرمز همچنان می‌تواند به طور موثر از جو عبور کند، اما طول موج‌های آبی‌تر نور عملاً وجود ندارند، زیرا پراکنده شده اند.
از آنجایی که طول موج‌های آبی‌تر نور راحت‌تر پراکنده می‌شوند، هر قدر که اتمسفر بیشتری از آن عبور کند، نور مستقیم خورشید قرمزتر می‌شود. با این حال، بقیه آسمان با نور غیر مستقیم خورشید روشن می‌شود. این نور غیر مستقیم از نوری که به جو برخورد می‌کند و سپس به سمت چشمان شما هدایت می‌شود، به وجود می‌آید. اکثریت قریب به اتفاق آن نور از نظر طول موج آبی خواهد بود، به همین دلیل است که آسمان در طول روز آبی است. گفتنی است که چشمان ما به طول موج‌های آبی، فیروزه‌ای و سبز بیشتر از بنفش واکنش نشان می‌دهند. حتی اگر نور بنفش بیشتری وجود داشته باشد برای غلبه بر سیگنال آبی قوی که مغز ما ارسال می‌کند کافی نیست و به همین دلیل است که آسمان در چشمان ما آبی به نظر می‌رسد.
از سوی دیگر، اقیانوس‌ها داستانی کاملاً متفاوت دارند. اگر به کل سیاره نگاهی بیندازید، با منظره‌ای مانند نمایی که از فضا دریافت می‌کنید، متوجه می‌شوید که توده‌های آبی زمین یکنواخت نبوده و بر اساس سایه شان متفاوت هستند. آب‌های عمیق‌تر آبی تیره‌تر و آب‌های کم عمق‌تر به رنگ آبی روشن‌تر هستند. با غواصی در زیر سطح آب متوجه می‌شویم در زیر آب در نور طبیعی همه چیز رنگ آبی به خود می‌گیرد. هرچه پایین‌تر می‌رویم، همه چیز آبی‌تر می‌شود. از آنجاییکه آب، درست مانند جو، از مولکول‌هایی با اندازه محدود ساخته شده است، این اتفاق بسیار منطقی است. اما اینجا، در اعماق اقیانوس، فیزیک پراکندگی کمی متفاوت است.
به جای پراکندگی، که نقش اصلی جو هنگام عبور نور از آن است، مایعی مانند آب در درجه اول نور را جذب می‌کند. آب، مانند همه مولکول ها، برای طول موج‌هایی که می‌تواند جذب کند، اولویت دارد. آب به جای وابستگی مستقیم به طول موج، به راحتی می‌تواند نور مادون قرمز، نور فرابنفش و نور مرئی قرمز را جذب کند.
این امر به این معنی است که اگر تا یک عمق متوسط پایین بروید، از اشعه ماوراء بنفش محافظت می‌شوید و با از بین رفتن نور قرمز، همه چیز شروع به آبی شدن می‌کند. کمی عمیق‌تر و پس از آن، زرد، سبز و بنفش شروع به حذف شدن می‌کنند. همانطور که به اعماق چندین کیلومتری پایین می‌رویم، در نهایت آخرین نوری که ناپدید می‌شود، نور آبی است. به همین دلیل است که عمیق‌ترین قسمت‌های اقیانوس به رنگ آبی تیره به نظر می‌رسد، زیرا تمام طول موج‌های دیگر جذب می‌شوند.
پس درمی یابیم که آسمان و اقیانوس به دلیل انعکاس آبی نیستند. هر دو آبی به نظر می‌آیند، اما هر کدام به دلایل متفاوت. برای آسمان، نور آبی خورشید راحت‌تر پراکنده شده و به طور غیرمستقیم از جایی که نور خورشید به جو برخورد می‌کند، به چشم ما می‌آید. برای اقیانوس‌ها، نور مرئی با طول موج بلندتر راحت‌تر جذب شده و بنابراین هرچه عمیق‌تر شود، نور باقی مانده آبی‌تر می‌شود. جو آبی ممکن است برای برخی سیارات مانند اورانوس و نپتون رایج باشد، اما زمین تنها سیاره‌ای است که سطح آبی دارد.

 

منبع : سیناپرس