Važnost vode u njenim različitim oblicima (čvrsta, tečna i gasovita) u atmosferi ne može se podcijeniti, jer igra vitalnu ulogu u međuzavisnosti između ciklusa vode i života na Zemlji. Kada pada kiša ili snijeg, naša neposredna pretpostavka je da je voda bezbojna i da snijeg, netaknut i netaknut, ima bijelu nijansu. Shodno tome, skloni smo vjerovati da led, budući da je drugačija manifestacija tečnog elementa, također neće imati boju ili će izgledati bijelo, bez razmišljanja o alternativnim mogućnostima. Kako god, Postoji li boja leda? Koje je boje zaista?
U ovom članku ćemo vam reći sve što trebate znati o boja leda i njihove karakteristike.
Formiranje leda
Pri pritisku od jedne atmosfere, čista voda ima sposobnost da se smrzne na 0ºC. Međutim, za razliku od većine tvari, kada se voda zamrzne, ona se zapravo širi u volumenu, što rezultira smanjenjem gustoće. Ova jedinstvena karakteristika igra ključnu ulogu u sprečavanju potpunog zamrzavanja Zemljinih polarnih okeana. Led je nastao iz smrznute vode umjesto da tone, što uzrokuje njegovu akumulaciju tokom vremena i širenje na druga vodena tijela. Ovaj fenomen ima važne implikacije na život kako ga trenutno shvatamo, čineći ga neodrživim u takvim uslovima.
Poznato je da Sunce emituje belu svetlost, koja je zapravo kombinacija više boja. Ovo se može uočiti prolaskom snopa svjetlosti kroz staklenu prizmu ili promatranjem duge, što je rezultat fenomena prelamanja, refleksije i disperzije. Kada sunčeva svjetlost prođe kroz kapi kiše, ona se savija i razdvaja, stvarajući jasan niz boja. Ovaj niz počinje crvenom bojom na krajnjoj strani i napreduje kroz narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo i konačno ljubičasta prema centru, formirajući neprekidni gradijent boja.
Razlike između boje snijega i boje leda
Ponekad snježni vrhovi dobijaju crvenkastu ili intenzivnu smeđu nijansu, rezultat interakcije snijega s kondenzacijskim jezgrama gline ili pješčenjaka slične nijanse. Međutim, tipično je da ova vremenska pojava ima bijeli izgled, zbog svoje izuzetne sposobnosti da reflektira sunčevu svjetlost (otprilike 70% do 90% dolaznog sunčevog zračenja). Ova visoka refleksivnost je rezultat brojnih refleksija koje se javljaju unutar mjehurića zraka zarobljenih u snijegu, koncentriran u tankom sloju blizu površine snježnog pokrivača.
Ako bi se voda potpuno zamrznula bez nečistoća, dobio bi se prozirni led, nešto rijetko u prirodi. Međutim, tokom procesa zamrzavanja, mjehurići zraka postaju zarobljeni unutar leda, djelujući kao prizme koje stvaraju brojne refleksije i raspršuju boje vidljivog spektra, dajući ledu na kraju bijeli izgled. Intenzitet bjeline je direktno proporcionalan količini refleksije koja se javlja, koja korelira s količinom prisutnih mjehurića zraka. Ova bijela nijansa igra ključnu ulogu u regulaciji Zemljine temperature efektivno reflektirajući sunčevu svjetlost, značajno doprinoseći albedo planete.
Reflektivni kapacitet ove boje je važan u regulaciji Zemljine temperature tako što značajno doprinosi albedu, koji mjeri količinu sunčevog zračenja reflektovanog natrag u svemir. Albedo je ključni faktor u utjecaju na globalnu klimu i njenu evoluciju. Smanjenje albeda tokom određenih godišnjih doba na polovima je jedan od faktora koji doprinose fenomenu globalnog zagrijavanja uzrokovanog ljudskim djelovanjem.
Mesta gde led nije beo
Do sada su elementi bili prilično predvidljivi: bezbojna voda, čisti led i pretežno bijeli snijeg. Međutim, šta se dešava kada naiđemo na značajnu zaleđivanje?
U situacijama kao što su one koje se nalaze u ledenim omotima, područjima vječnog leda ili glečerima, akumulacija palog snijega dovodi do više zbijenog leda, što rezultira kompresiju vazduha zarobljenog unutra i omogućava veću apsorpciju sunčeve svetlosti smrznutom masom.
Kada nema mehurića, svetlost ima sposobnost da putuje dublje u led, postepeno se apsorbujući kako se kreće dublje. Sunčeva svjetlost se sastoji od različitih boja sa različitim talasnim dužinama, pri čemu crvena ima najdužu talasnu dužinu, a plava najkraću. Različite boje imaju različite nivoe penetracije: crvena se lako apsorbira u ledu, a plava može doseći veće dubine. Posljedično, kako zrak bijele svjetlosti ulazi dublje u led, on postepeno gubi boje i na kraju ostavlja samo plavu nijansu u smrznutoj masi.
zeleni led
Već smo vidjeli da boja leda, općenito, ovisi o tome kako svjetlost stupa u interakciju s njim. Čisti led, bez nečistoća ili mjehurića zraka, zapravo je plav. To je zato što voda više upija boje dužih talasnih dužina (crvene i žute), a manje boje kraće talasne dužine (plave i zelene). Međutim, zeleni led ima jedinstvene karakteristike koje mu daju prepoznatljivu boju.
Postoji nekoliko razloga zašto led može izgledati zeleno:
- Prisustvo algi i drugih organizama: U nekim polarnim regijama, posebno na Antarktiku, led može sadržavati male alge koje imaju zelene pigmente. Ove alge postaju zarobljene u ledu tokom njegovog formiranja, dajući ledu zelenkastu nijansu.
- Mineralne nečistoće: Drugo objašnjenje je prisustvo mineralnih nečistoća u ledu. Kada se morska voda zamrzne, može zarobiti čestice oksida željeza i drugih minerala koji mogu imati zelenkastu nijansu. Ove nečistoće su raspoređene unutar leda, a kada svjetlost prođe kroz njega, te čestice mogu reflektirati i raspršiti svjetlost na način da led izgleda zeleno.
- Struktura i gustina leda: Način na koji je led formiran i strukturiran takođe može uticati na njegovu boju. Led koji je komprimiran i zgusnut, uklanjajući mjehuriće zraka, može omogućiti različit prijenos svjetlosti što, u kombinaciji s drugim nečistoćama, može rezultirati zelenom bojom.
