Η σημασία του νερού στις διάφορες μορφές του (στερεό, υγρό και αέριο) στην ατμόσφαιρα δεν μπορεί να υποτιμηθεί, καθώς παίζει ζωτικό ρόλο στην αλληλεξάρτηση μεταξύ του κύκλου του νερού και της ζωής στη Γη. Όταν βρέχει ή χιονίζει, η άμεση παραδοχή μας είναι ότι το νερό είναι άχρωμο και ότι το χιόνι, άθικτο και παρθένο, έχει μια λευκή απόχρωση. Κατά συνέπεια, τείνουμε να πιστεύουμε ότι ο πάγος, ως διαφορετική εκδήλωση του υγρού στοιχείου, θα στερείται χρώματος ή θα φαίνεται λευκός, χωρίς να εξετάζουμε εναλλακτικές δυνατότητες. Ωστόσο, Υπάρχει το χρώμα του πάγου; Τι χρώμα είναι αλήθεια;
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το χρώμα πάγου και τα χαρακτηριστικά τους.
Σχηματισμός πάγου
Σε πίεση μιας ατμόσφαιρας, το καθαρό νερό έχει την ικανότητα να παγώνει στους 0ºC. Ωστόσο, σε αντίθεση με τις περισσότερες ουσίες, όταν το νερό παγώνει, στην πραγματικότητα διαστέλλεται σε όγκο, με αποτέλεσμα τη μείωση της πυκνότητας. Αυτό το μοναδικό χαρακτηριστικό παίζει καθοριστικό ρόλο στην πρόληψη του πλήρους παγώματος των πολικών ωκεανών της Γης. Ο πάγος σχηματίστηκε από παγωμένο νερό αντί να βυθιστεί, ο οποίος προκαλεί τη συσσώρευσή του με την πάροδο του χρόνου και την εξάπλωσή του σε άλλα υδάτινα σώματα. Αυτό το φαινόμενο έχει σημαντικές επιπτώσεις στη ζωή όπως το καταλαβαίνουμε σήμερα, καθιστώντας το μη βιώσιμο κάτω από τέτοιες συνθήκες.
Είναι γνωστό ότι ο Ήλιος εκπέμπει λευκό φως, το οποίο στην πραγματικότητα είναι ένας συνδυασμός πολλών χρωμάτων. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί περνώντας μια δέσμη φωτός μέσα από ένα γυάλινο πρίσμα ή βλέποντας ένα ουράνιο τόξο, που και τα δύο προκύπτουν από τα φαινόμενα διάθλασης, ανάκλασης και διασποράς. Όταν το φως του ήλιου περνά μέσα από σταγόνες βροχής, υφίσταται κάμψη και διαχωρισμό, δημιουργώντας μια ξεχωριστή αλληλουχία χρωμάτων. Αυτή η ακολουθία αρχίζει με κόκκινο στην πιο εξωτερική πλευρά και προχωρά μέσω της πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, λουλακί και τέλος βιολετί προς το κέντρο, σχηματίζοντας μια συνεχή κλίση χρωμάτων.
Διαφορές μεταξύ χρώματος χιονιού και χρώματος πάγου
Μερικές φορές, οι χιονισμένες κορυφές αποκτούν μια κοκκινωπή ή έντονη καφέ απόχρωση, αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του χιονιού με πυρήνες συμπύκνωσης αργίλου ή ψαμμίτες παρόμοιας απόχρωσης. Ωστόσο, είναι χαρακτηριστικό για αυτό το καιρικό φαινόμενο να εμφανίζει λευκή εμφάνιση, λόγω της εξαιρετικής ικανότητάς του να αντανακλά το φως του ήλιου (περίπου 70% έως 90% της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας). Αυτή η υψηλή ανακλαστικότητα είναι το αποτέλεσμα των πολυάριθμων αντανακλάσεων που συμβαίνουν μέσα σε φυσαλίδες αέρα παγιδευμένες στο χιόνι, συγκεντρωμένο σε ένα λεπτό στρώμα κοντά στην επιφάνεια της χιονοκύστης.
Εάν το νερό παγώσει εντελώς χωρίς ακαθαρσίες, θα προέκυπτε διαφανής πάγος, κάτι σπάνιο στη φύση. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατάψυξης, οι φυσαλίδες αέρα παγιδεύονται μέσα στον πάγο, λειτουργώντας ως πρίσματα που δημιουργούν πολυάριθμες αντανακλάσεις και διαχέουν τα χρώματα του ορατού φάσματος, δίνοντας τελικά στον πάγο τη λευκή του εμφάνιση. Η ένταση της λευκότητας είναι ευθέως ανάλογη με την ποσότητα της ανάκλασης που εμφανίζεται, η οποία συσχετίζεται με την ποσότητα των φυσαλίδων αέρα που υπάρχουν. Αυτή η λευκή απόχρωση παίζει καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση της θερμοκρασίας της Γης αντανακλώντας αποτελεσματικά το ηλιακό φως, συμβάλλοντας σημαντικά στην albedo του πλανήτη.
Η ανακλαστική ικανότητα αυτού του χρωματισμού είναι σημαντική για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας της Γης, συμβάλλοντας σημαντικά στο albedo, το οποίο μετρά την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται πίσω στο διάστημα. Το Albedo είναι ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει το παγκόσμιο κλίμα και την εξέλιξή του. Η μείωση του albedo κατά τη διάρκεια ορισμένων εποχών στους πόλους είναι ένας από τους παράγοντες που συμβάλλουν στο φαινόμενο της υπερθέρμανσης του πλανήτη που προκαλείται από τον άνθρωπο.
Μέρη όπου ο πάγος δεν είναι λευκός
Μέχρι στιγμής, τα στοιχεία ήταν αρκετά προβλέψιμα: άχρωμο νερό, καθαρός πάγος και κυρίως λευκό χιόνι. Ωστόσο, τι συμβαίνει όταν συναντάμε ουσιαστικό γλάσο;
Σε καταστάσεις όπως αυτές που βρίσκονται σε παγοκύστες, περιοχές με αιώνιο πάγο ή παγετώνες, η συσσώρευση πεσμένου χιονιού οδηγεί σε πιο συμπαγή πάγο, με αποτέλεσμα συμπίεση του αέρα που έχει παγιδευτεί στο εσωτερικό και επιτρέπει μεγαλύτερη απορρόφηση του ηλιακού φωτός από την παγωμένη μάζα.
Όταν δεν υπάρχουν φυσαλίδες, το φως έχει την ικανότητα να ταξιδεύει βαθύτερα στον πάγο, απορροφούμενο σταδιακά καθώς προχωρά πιο βαθιά. Το ηλιακό φως αποτελείται από διάφορα χρώματα με διαφορετικά μήκη κύματος, με το κόκκινο να έχει το μεγαλύτερο μήκος κύματος και το μπλε το μικρότερο. Διαφορετικά χρώματα έχουν διαφορετικά επίπεδα διείσδυσης: Το κόκκινο απορροφάται εύκολα από τον πάγο και το μπλε μπορεί να φτάσει σε μεγαλύτερα βάθη. Κατά συνέπεια, καθώς μια ακτίνα λευκού φωτός πηγαίνει βαθύτερα στον πάγο, χάνει σταδιακά τα χρώματα και τελικά αφήνει μόνο την μπλε απόχρωση στην παγωμένη μάζα.
πράσινος πάγος
Έχουμε ήδη δει ότι το χρώμα του πάγου, γενικά, εξαρτάται από το πώς αλληλεπιδρά το φως μαζί του. Ο καθαρός πάγος, χωρίς ακαθαρσίες ή φυσαλίδες αέρα, είναι στην πραγματικότητα μπλε. Αυτό συμβαίνει επειδή το νερό απορροφά χρώματα μεγαλύτερου μήκους κύματος (κόκκινο και κίτρινο) περισσότερο και μικρότερο μήκος κύματος (μπλε και πράσινα) λιγότερο. Ωστόσο, ο πράσινος πάγος έχει μοναδικά χαρακτηριστικά που του δίνουν το χαρακτηριστικό του χρώμα.
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους ο πάγος μπορεί να φαίνεται πράσινος:
- Παρουσία φυκιών και άλλων οργανισμών: Σε ορισμένες πολικές περιοχές, ειδικά στην Ανταρκτική, ο πάγος μπορεί να περιέχει μικρά φύκια που έχουν πράσινες χρωστικές. Αυτά τα φύκια παγιδεύονται στον πάγο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του, δίνοντας στον πάγο μια πρασινωπή απόχρωση.
- Ορυκτές ακαθαρσίες: Μια άλλη εξήγηση είναι η παρουσία ορυκτών ακαθαρσιών στον πάγο. Όταν το θαλασσινό νερό παγώνει, μπορεί να παγιδεύσει σωματίδια οξειδίων του σιδήρου και άλλων ορυκτών που μπορεί να έχουν μια πρασινωπή απόχρωση. Αυτές οι ακαθαρσίες κατανέμονται μέσα στον πάγο και όταν το φως περνά μέσα από αυτόν, αυτά τα σωματίδια μπορούν να αντανακλούν και να διασκορπίσουν το φως με τρόπο που κάνει τον πάγο να φαίνεται πράσινος.
- Δομή και πυκνότητα πάγου: Ο τρόπος που σχηματίζεται και δομείται ο πάγος μπορεί επίσης να επηρεάσει το χρώμα του. Ο πάγος που συμπιέζεται και συμπυκνώνεται, αφαιρώντας τις φυσαλίδες αέρα, μπορεί να επιτρέψει διαφορετική μετάδοση φωτός που, σε συνδυασμό με άλλες ακαθαρσίες, μπορεί να οδηγήσει σε πράσινο χρώμα.
