EL COLOR DEL MAR

15 Octubre 2020, 12:17 pm
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¿De qué color es el mar? A esa pregunta la mayoría de la gente respondería “azul”, pero ¿por qué, si el agua es transparente e incolora? ¿Es azul el mar? Hablaremos sobre el color del mar y de por qué este hecho tiene su importancia para los científicos.

En general, el modo que interacciona la luz con el medio en el que incide, es lo que determina el color de las cosas. Por ejemplo, vemos una flor de color rojo porque la radiación visible correspondiente a la luz roja no es absorbida por la flor, y el resto sí.

¿Pero en el caso del mar? No tenemos más que fijarnos en un vaso de agua, podemos incluso coger un vaso de agua de mar, y será transparente. ¿Por qué, entonces, se ve el mar de color azul?

Es cierto que en un vaso el agua se verá transparente, pero cuanta más cantidad de agua tengamos, estamos hablando de mucha agua, entonces ésta irá cogiendo un color azul. Todo depende de la cantidad de agua.

El "color" del océano está determinado por las interacciones de la luz solar y las partículas que hay presentes en el agua. Como sabemos, la luz solar está compuesta por un espectro de ondas electromagnéticas, que, cuando se descompone, por ejemplo,

Cuando la luz del sol incide sobre la superficie del agua, los diferentes colores son absorbidos, transmitidos, dispersados ​​o reflejados en diferentes intensidades por las moléculas de agua y otros componentes denominados ópticamente activos en suspensión en la capa superior del océano.

Cuando la luz llegluzfondomarcasa a la superficie del océano, la primera radiación en ser absorbida es la radiación infrarroja, que no vemos, y que corresponde al calor. Ésta es absorbida en el primer metro de agua.

La luz roja desparece a los 10 m., la amarilla a los 30 m, mientras que la verde puede penetrar hasta los 50 m, y la azul, lo puede hacer hasta los 200-300 m. Por lo tanto, si el mar no contiene partículas disueltas, se verá de color azul y el azul será más intenso a más profundidad.

Un hecho curioso que se deriva de que el mar sea de color azul, es el de que por debajo de los 100 m. hay mayor cantidad de animales de color rojo. Esto es debido a que la luz roja no llega a esa profundidad, y dado que es la única que los objetos rojos reflejan, resultan invisibles al resto. Por la misma razón hay menos animales de color azul.

Absorción de la luz según la profundidad del océano.

Sin embargo, si hay partículas suspendidas en el agua, estas hacen que aumente la dispersión de la luz azul.

En zonas costeras, en las que se mueve el fondo por mareas, olas y tormentas, las sustancias pueden cambiar el color de las aguas.

Algunos tipos de partículas también pueden contener sustancias que absorben ciertas longitudes de onda de luz, lo que altera sus características.

En mares con grandes costas, el color depende de las cantidades de partículas orgánicas e inorgánicas presentes. Estas partículas absorben fuertemente la radiación azul y dejan pasar la radiación verde, y por ello en algún caso se ve el mar más verdoso.

Por qué se produce esta absorción del color azul por el agua

La razón por la que el agua absorbe cierta parte de la radiación es por los modos de vibración de la molécula.

El agua está formada por tres átomos (uno de oxígeno y dos de hidrógeno), y estos átomos no están quietos, sino que se mueven. En concreto el agua tiene 3 modos de vibración, cada uno a una frecuencia determinada. Cuando un fotón (partícula de radiación luminosa) incide sobre la molécula de agua con una energía determinada, entonces la molécula absorbe esta radiación. Esto sucede con casi todas las longitudes de onda (diferente para cada color del espectro), pero es mínima para la luz azul, cuya longitud de onda no es la adecuada para producir este fenómeno.

Cuando se absorbe energía la molécula se dice que pasa a un estado de vibración superior en el que los modos de vibración no varían, ni sus frecuencias, pero sí la amplitud de la vibración.

Modos de vibración de la molécula de agua.

El verdor del mar: el fitoplancton

Como antes hemos mencionado, hay otro factor importante que determina el color que puede tomar el agua del mar: las partículas, de tipo orgánico e inorgánico, que se encuentran dispersas en el agua.Entre estas partículas que se encuentran en el agua, las más importantes son el fitoplancton.

El fitoplancton son plantas marinas microscópicas que usan la clorofila y otros pigmentos para realizar la fotosíntesis. La clorofila es un pigmento que se ve de color verde porque absorbe el rojo y el azul y refleja el verde. Los océanos que tienen gran concentración de fitoplancton aparecen con tonos verdosos, dependiendo de la densidad del fitoplancton.

El fitoplancton tiene gran importancia por ser la base de la cadena alimenticia marina. Es el alimento del zooplancton, que lo componen pequeños crustáceos, el krill o las medusas. A su vez, estos son el alimento de otros animales mayores, como tiburones o ballenas.

Los cambios en la cantidad de fitoplancton, además, pueden influir en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, ya que el fitoplancton absorbe CO2 y emite O2. Puede ser una ayuda para regular el carbono en la atmósfera, y por ello puede ayudar a modelar el cambio climático. De hecho, el fitoplancton que hay en el océano absorbe el CO2 que se emite a la atmósfera. Se estima que, desde la época preindustrial, hace más de 200 años, los océanos han absorbido cerca de la mitad de las emisiones de CO2 generadas por la combustión de los hidrocarburos.

Observar el color del océano es algo más que puramente estético. De hecho, los científicos lo miden con el objetivo de estudiar diversos aspectos:

      • Observar los brotes de fitoplancton y, a una escala de tiempo mayor, observar su variación global.
  • Observar los brotes de algas rojas que son tóxicas para muchos peces etc. y así avisar a las pesquerías de su localización.
  • Medir la cantidad de carbono en el océano y el papel del océano en el clima de la Tierra, lo que puede ayudar a observar los cambios en el clima.

 

Brote de fitoplancton en el Cantábrico.

Cómo se mide el color del mar

Para determinar el color de los océanos, los científicos miden la intensidad de la luz que llega reflejada desde el agua. Lo hacen mediante unos aparatos denominados radiómetros, situados en satélites alrededor de la Tierra. Casi toda la luz que llega a la superficie del mar es atrapada por el aire o capturada por el agua. Aproximadamente un 10% regresa a la atmósfera, hacia la dirección de los satélites, que miden qué cantidad de esa luz tiene azules o verdes dentro del espectro. La luz que se refleja desde el interior del océano se llama radiancia y con ella se conoce el color del mar. Sin embargo, no es una labor sencilla, ya que hay que eliminar el resto de la luz que se refleja en la atmósfera, así como el reflejo del sol que produce el agua o la turbidez de las olas.

El color del océano, se estudia desde los satélites desde hace 39 años. Hoy en día muchas agencias espaciales tienen satélites con radiómetros, la NASA con los satélites Aqua y Terra, o el Joint Polar Satellite System (JPSS), la ESA con los satélites Sentinel, y otros países como China, Japón, India y Corea del Sur también tienen sus propios satélites.

El mar más azul del planeta

Y para acabar, una curiosidad: ¿cuál es el océano más azul de la Tierra?

Tras la observación durante 8 años del color de los océanos, un satélite de la NASA “Sea WiFS: Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor”, concluyó que la zona del océano con el color azul más intenso se encontraba en el océano Pacífico, al noroeste de la isla de Rapa Nui, coloquialmente conocida como la Isla de Pascua.