Betydelsen av vatten i dess olika former (fast, flytande och gas) i atmosfären kan inte underskattas, eftersom det spelar en avgörande roll i det ömsesidiga beroendet mellan vattnets kretslopp och livet på jorden. När det regnar eller snöar är vårt omedelbara antagande att vattnet är färglöst och att snön, intakt och orörd, har en vit nyans. Följaktligen tenderar vi att tro att is, som är en annan manifestation av det flytande elementet, också kommer att sakna färg eller se vit ut, utan att överväga alternativa möjligheter. Dock, Finns isfärgen? Vilken färg är det egentligen?
I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om färgen på is och dess egenskaper.
Isbildning
Vid ett tryck på en atmosfär har rent vatten förmågan att frysa vid 0ºC. Men till skillnad från de flesta ämnen, när vatten fryser, expanderar det faktiskt i volym, vilket resulterar i en minskning av densiteten. Denna unika funktion spelar en avgörande roll för att förhindra att jordens polära hav fryser fullständigt. Is som bildas av fruset vatten flyter på ytan snarare än att sjunka, vilket orsakar dess ackumulering med tiden och dess spridning till andra vattendrag. Detta fenomen har viktiga konsekvenser för livet som vi för närvarande förstår det, vilket gör det ohållbart under sådana förhållanden.
Det är välkänt att solen avger vitt ljus, som egentligen är en kombination av flera färger. Detta kan observeras genom att en ljusstråle passerar genom ett glasprisma eller genom att bevittna en regnbåge, som båda är ett resultat av fenomenen brytning, reflektion och dispersion. När solljus passerar genom regndroppar, genomgår det böjning och separation, vilket skapar en distinkt sekvens av färger. Denna sekvens börjar med rött på den yttersta sidan och fortskrider genom orange, gult, grönt, blått, indigo och slutligen violett mot mitten och bildar en kontinuerlig gradient av färger.
Skillnader mellan snöfärg och isfärg
Ibland får de snöiga topparna en rödaktig eller intensiv brun nyans, resultatet av snöns växelverkan med lerkondenskärnor eller sandstenar av liknande nyans. Det är dock typiskt för detta väderfenomen att visa ett vitt utseende, på grund av dess exceptionella förmåga att reflektera solljus (ungefär 70 % till 90 % av inkommande solstrålning). Denna höga reflektionsförmåga är resultatet av de många reflektioner som uppstår i luftbubblor instängda i snön, koncentrerad i ett tunt lager nära snöpackens yta.
Om vattnet skulle frysa helt utan föroreningar skulle man få genomskinlig is, något sällsynt i naturen. Men under frysningsprocessen fastnar luftbubblor i isen och fungerar som prismor som skapar många reflektioner och sprider färgerna i det synliga spektrumet, vilket i slutändan ger isen dess vita utseende. Intensiteten av vitheten är direkt proportionell mot mängden reflektion som uppstår, vilket korrelerar med mängden luftbubblor som finns. Denna vita nyans spelar en avgörande roll för att reglera jordens temperatur genom att effektivt reflektera solljus, vilket väsentligt bidrar till planetens albedo.
Den reflekterande förmågan hos denna färg är viktig för att reglera jordens temperatur genom att bidra väsentligt till albedo, som mäter mängden solstrålning som reflekteras tillbaka till rymden. Albedo är en nyckelfaktor för att påverka det globala klimatet och dess utveckling. Minskningen av albedo under vissa årstider vid polerna är en av faktorerna som bidra till fenomenet mänskligt inducerad global uppvärmning.
Platser där isen inte är vit
Hittills har elementen varit ganska förutsägbara: färglöst vatten, klar is och övervägande vit snö. Men vad händer när vi stöter på betydande isbildning?
I situationer som de som finns i ispaket, områden med evig is eller glaciärer, leder ansamlingen av nedfallen snö till mer packad is, vilket resulterar i komprimering av luften som är fångad inuti och tillåter större absorption av solljus av den frusna massan.
När det inte finns några bubblor har ljus förmågan att färdas djupare in i isen och absorberas gradvis när det rör sig djupare. Solljus består av olika färger med olika våglängder, där rött har den längsta våglängden och blått den kortaste. Olika färger har olika nivåer av penetration: rött absorberas lätt av is och blått kan nå större djup. Följaktligen, när en stråle av vitt ljus går djupare in i isen, förlorar den gradvis färger och lämnar slutligen bara den blå nyansen i den frusna massan.
grön is
Vi har redan sett att färgen på is i allmänhet beror på hur ljuset interagerar med den. Ren is, utan föroreningar eller luftbubblor, är faktiskt blå. Detta beror på att vatten absorberar längre våglängdsfärger (röda och gula) mer och kortare våglängdsfärger (blå och gröna) mindre. Grön is har dock unika egenskaper som ger den dess distinkta färg.
Det finns flera anledningar till att is kan se grön ut:
- Förekomst av alger och andra organismer: I vissa polarområden, särskilt Antarktis, kan isen innehålla små alger som har gröna pigment. Dessa alger fastnar i isen under dess bildning, vilket ger isen en grönaktig nyans.
- Mineraliska föroreningar: En annan förklaring är förekomsten av mineralföroreningar i isen. När havsvatten fryser kan det fånga in partiklar av järnoxider och andra mineraler som kan ha en grönaktig nyans. Dessa föroreningar är fördelade i isen och när ljus passerar genom den kan dessa partiklar reflektera och sprida ljus på ett sätt som gör att isen ser grön ut.
- Isens struktur och täthet: Hur isen bildas och struktureras kan också påverka dess färg. Is som komprimeras och förtätas, tar bort luftbubblor, kan tillåta olika ljustransmission som i kombination med andra föroreningar kan resultera i en grön färg.
Jag hoppas att du med denna information kan lära dig mer om färgen på is och dess egenskaper.