Význam vody v jejích různých formách (pevné, kapalné a plynné) v atmosféře nelze podceňovat, protože hraje zásadní roli ve vzájemné závislosti mezi koloběhem vody a životem na Zemi. Když prší nebo sněží, okamžitě předpokládáme, že voda je bezbarvá a že sníh, neporušený a nedotčený, má bílý odstín. V důsledku toho máme tendenci věřit, že led, který je odlišným projevem tekutého prvku, bude také postrádat barvu nebo bude vypadat bílý, aniž bychom uvažovali o alternativních možnostech. Nicméně, Existuje barva ledu? jakou to má barvu?
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o ledová barva a jejich vlastnosti.
tvorba ledu
Při tlaku jedné atmosféry má čistá voda schopnost zamrznout při 0ºC. Na rozdíl od většiny látek však voda při zmrznutí ve skutečnosti expanduje v objemu, což má za následek snížení hustoty. Tato jedinečná vlastnost hraje zásadní roli v prevenci úplného zamrznutí polárních oceánů Země. Ze zmrzlé vody se místo potopení vytvořil led, který způsobuje jeho hromadění v čase a jeho šíření do dalších vodních ploch. Tento jev má důležité důsledky pro život, jak jej v současnosti chápeme, a proto je za takových podmínek neudržitelný.
Je dobře známo, že Slunce vyzařuje bílé světlo, které je vlastně kombinací více barev. To lze pozorovat průchodem paprsku světla přes skleněný hranol nebo pozorováním duhy, přičemž obojí je výsledkem jevů lomu, odrazu a rozptylu. Když sluneční světlo prochází kapkami deště, prochází ohýbáním a oddělováním, čímž vzniká zřetelná sekvence barev. Tato sekvence začíná červenou na vnější straně a pokračuje přes oranžová, žlutá, zelená, modrá, indigová a nakonec fialová směrem ke středu, tvořící souvislý gradient barev.
Rozdíly mezi barvou sněhu a barvou ledu
Někdy zasněžené vrcholky získávají načervenalý nebo intenzivně hnědý nádech, což je výsledek interakce sněhu s jílovými kondenzačními jádry nebo pískovci podobného odstínu. Pro tento povětrnostní jev je však typický bílý vzhled díky své výjimečné schopnosti odrážet sluneční světlo (přibližně 70 % až 90 % dopadajícího slunečního záření). Tato vysoká odrazivost je výsledek četných odrazů, ke kterým dochází ve vzduchových bublinách zachycených ve sněhu, soustředěné v tenké vrstvě blízko povrchu sněhové pokrývky.
Pokud by voda zamrzla zcela bez nečistot, získal by se průhledný led, v přírodě něco vzácného. Během procesu zmrazování se však v ledu zachycují vzduchové bubliny, které působí jako hranoly, které vytvářejí četné odrazy a rozptylují barvy viditelného spektra, což nakonec dává ledu bílý vzhled. Intenzita bělosti je přímo úměrná množství odrazu, ke kterému dochází, což koreluje s množstvím přítomných vzduchových bublin. Tento bílý odstín hraje klíčovou roli při regulaci teploty Země tím, že účinně odráží sluneční světlo a významně přispívá k albedo planety.
Odrazová kapacita tohoto zbarvení je důležitá při regulaci teploty Země tím, že významně přispívá k albedu, které měří množství slunečního záření odraženého zpět do vesmíru. Albedo je klíčovým faktorem ovlivňujícím globální klima a jeho vývoj. Snížení albeda během určitých období na pólech je jedním z faktorů, které přispívají k fenoménu globálního oteplování způsobeného člověkem.
Místa, kde led není bílý
Doposud byly živly docela předvídatelné: bezbarvá voda, čistý led a převážně bílý sníh. Co se však stane, když narazíme na výraznou námrazu?
V situacích, jako jsou ty, které se nacházejí v ledových obalech, oblastech s věčným ledem nebo ledovcích, vede hromadění napadaného sněhu ke zhutnění ledu, což má za následek stlačení vzduchu zachyceného uvnitř a umožňuje větší absorpci slunečního světla zmrzlou hmotou.
Když nejsou žádné bubliny, světlo má schopnost cestovat hlouběji do ledu a postupně se pohlcuje, jak se pohybuje hlouběji. Sluneční světlo se skládá z různých barev s různými vlnovými délkami, přičemž červená má nejdelší vlnovou délku a modrá nejkratší. Různé barvy mají různé úrovně pronikání: červená je snadno absorbována ledem a modrá může dosáhnout větších hloubek. V důsledku toho, jak paprsek bílého světla proniká hlouběji do ledu, postupně ztrácí barvy a nakonec zanechává ve zmrzlé hmotě pouze modrý odstín.
zelený led
Již jsme viděli, že barva ledu obecně závisí na tom, jak s ním světlo interaguje. Čistý led bez nečistot a vzduchových bublin je ve skutečnosti modrý. Voda totiž pohlcuje barvy s delší vlnovou délkou (červenou a žlutou) více a barvy s kratší vlnovou délkou (modré a zelené) méně. Zelený led má však jedinečné vlastnosti, které mu dodávají jeho charakteristickou barvu.
Existuje několik důvodů, proč se led může jevit jako zelený:
- Přítomnost řas a jiných organismů: V některých polárních oblastech, zejména v Antarktidě, může led obsahovat malé řasy, které mají zelené pigmenty. Tyto řasy se během jeho tvorby zachytí v ledu a dodají ledu nazelenalý odstín.
- Minerální nečistoty: Dalším vysvětlením je přítomnost minerálních nečistot v ledu. Když mořská voda zamrzne, může zachytit částice oxidů železa a dalších minerálů, které mohou mít nazelenalý odstín. Tyto nečistoty jsou rozmístěny v ledu, a když jím prochází světlo, mohou tyto částice odrážet a rozptylovat světlo takovým způsobem, že led vypadá zeleně.
- Struktura a hustota ledu: Způsob, jakým je led tvořen a strukturován, může také ovlivnit jeho barvu. Stlačený a zhuštěný led, který odstraňuje vzduchové bubliny, může umožnit různou propustnost světla, která v kombinaci s jinými nečistotami může vést k zelené barvě.
