Sólin Sólin Rís 10:37 • sest 15:54 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:55 • Sest 20:22 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 09:23 • Síðdegis: 21:56 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:58 • Síðdegis: 15:50 í Reykjavík

Hvers vegna er vatnið í Stórurð svona blátt?

Ari Ólafsson

Engin gögn hafa fundist um efnasamsetningu vatnsins í tjörnum Stórurðar, eða um þörungalífríki þeirra. Þess vegna fjallar þetta svar um hvaða atriði stjórna almennt litaáferð tjarna, stöðuvatna, fallvatna og sjávar.

Í Stórurð er víða að vinna blágrænar tjarnir.

Framlög til litaáferðar má flokka eftir uppruna;
  1. speglun frá vatnsyfirborði,
  2. ísog og ljósdreifing frá sameindum og ögnum í vatninu,
  3. ljósdreifing frá botni.

Speglun frá vatnsyfirborði

Speglun frá vatnsyfirborði er minnst þegar horft er lóðrétt niður á vatnsflötinn. Þá tölum við um að innfallshorn ljóssins sé 0°. Með stækkandi innfallshorni vex speglunin og nálgast 100% af innfallandi ljósorku við 90° (þá er horft samsíða vatnsfletinum). Um speglun geisla sem koma neðan frá að vatnsborðinu gildir svipað. Speglunin vex með vaxandi innfallshorni og þar með minnkar gegnskinshlutfallið um vatnsborðið. Þegar speglun í vatnsborðinu er ráðandi tengist litaáferðin á vatnsfletinum fyrirmyndinni; hvít fyrir ský, blá fyrir heiðan himin og fjöllin gefa eigin litasamsetningu. Í grennd við 55° innfallshorn er ljósið í spegilmyndinni skautað. Það gefur veiðimönnum færi á að nota „laxagleraugu“ (skautunar-síur) til að deyfa spegilmyndina svo þeir sjái betur niður í vatnið.

Veiðimenn nota gjarnan „laxagleraugu“ (skautunar-síur) til að deyfa spegilmyndina svo þeir sjái betur niður í vatnið.

Ísog og ljósdreifing frá sameindum og ögnum í vatninu

Ljós sem berst augum okkar af einhverju dýpi í vatninu er ættað ofan frá en hefur dreifst (e. scattered) af einhverri ójöfnu í vatninu, breytt um stefnu og leitað upp á við. Styrkur ljóssins dofnar með vegalengd í vatninu. Þetta kallast ísog.

Ljós í rauða enda litrófsins dofnar hraðast, en ljós nálægt bláa endanum hægast. Litabreyting á ljósinu verður áberandi þegar vegalengd í vatninu er 1 m eða meira. Þannig skynjum við hreint vatn í glasi sem glæran litlausan vökva, en áferð á tæru stöðuvatni verður bláleit. Botn og veggir íslenskra sundlauga eru oftast klæddir hvítum flísum. Þegar við stöndum á bakkanum og horfum til botns sjáum við þó allt með bláum keim.

Agnirnar sem dreifa ljósinu eru af margvíslegum uppruna. Í jökulám eru þetta steinefni (jökulleir), í sjó og stöðuvötnum getur uppruninn verið ýmist úr steinaríkinu eða lífríkinu. Agnir sem ekki drekka í sig neinn hluta ljóssins heldur endurvarpa öllum öldulengdum jafnt gefa hvíta áferð. Lítill en merkjanlegur þéttleiki slíkra agna færir áferð vatnsins frá bláu í ljósblátt, en með meiri þéttleika verður skyggnið minna og áferðin hvítari, samanber örnefnið Hvítá sem notað er á nokkrar jökulár. Þegar glas er snöggfyllt vatni úr krana mynda loftbólur ójöfnur í vatninu og gefa því gráa þokukennda áferð í byrjun, þar til þær hafa flotið upp og hverfa. Við kröftugri blöndun á vatni og lofti, þar sem vatnsdropar verða að ójöfnum innan um loftið, verður áferðin hvít. Þetta sjáum við til dæmis í brimi og fossum. Vatnsbornar agnir úr lífríkinu gefa gjarnan fjölbreyttari litaáferð. Rauðátan í hafinu endurkastar rauðu ljósi en drekkur aðra liti í sig, meðan grænþörungar endurvarpa grænu ljósi en nota orku úr ljóseindum með aðrar öldulengdir til ljóstillífunar.

Ljósdreifing frá botni

Ef skyggnið í vatninu leyfir okkur að sjá til botns breytist áferðin eftir botngerðinni. Auðar klappir eru oftast dökkar, sandbotn ljósari og gróðurþekja græn eða brúnleit.

Á grunnu tæru vatni er botnáferðin mest áberandi í okkar sýn á vatnið, við lítið innfallshorn. Með stækkandi innfallshorni vex framlag speglunar frá yfirborði. Með aukinni dýpt vaxa áhrif ísogs (blámi) og ljósdreifingar frá ójöfnum í vatninu. Litaáferð dreifða ljóssins í vatnsbolnum getur verið rauð, græn, blá eða grá/hvít eftir gerð ójafnanna. Vaxandi þéttleiki ójafnanna takmarkar skyggnið í vatninu og bindur áferð vatnsins við eiginleika efstu laga.

Myndin sýnir framlag áferðar úr öllu þremur flokkum. Þegar hún var tekin var kröftugur plöntusvifsblómi í firðinum. Kalksvifsþörungurinn Emiliania var í blóma og gaf sterk-græna áferð þegar horft var á fjörðinn við lítið innfallshorn sem gefur litla speglun. Næst fjöruborðinu handan fjarðarins er innfallshornið stærst og speglunin því kröftugust og vatnsáferðin stjórnast af litasamsetningu neðsta hluta fjallshlíðarinnar. Þegar nær okkur dregur ber meira á græna litnum frá Emiliania um leið og speglunin minnkar með fallandi innfallshorni. Þar kemur að við greinum dökkt mynstur steina á sjávarbotninum sem blandast inn í dökka spegilmynd af efsta hluta fjallsins handan fjarðarins. Næst fjöruborðinu verður spegilmynd af ljósum himninum sterkari en framlag frá bæði vatnsbol og botni.

Í ljósi þess sem komið hefur fram hér að ofan er nærtækast að ætla að þær agnir sem gefa tjörnunum í Stórurð ljósbláa litinn dreifi öldulengdum sýnilegs ljóss nokkuð jafnt. Það segir okkur hins vegar lítið um uppruna þeirra og eðli, annað en að þær eru líklega ekki virkar við ljóstillífun.

Myndir:

Höfundur

Ari Ólafsson

dósent í eðlisfræði við HÍ

Útgáfudagur

12.10.2022

Spyrjandi

Tinna

Tilvísun

Ari Ólafsson. „Hvers vegna er vatnið í Stórurð svona blátt?“ Vísindavefurinn, 12. október 2022. Sótt 28. nóvember 2022. http://visindavefur.is/svar.php?id=83911.

Ari Ólafsson. (2022, 12. október). Hvers vegna er vatnið í Stórurð svona blátt? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=83911

Ari Ólafsson. „Hvers vegna er vatnið í Stórurð svona blátt?“ Vísindavefurinn. 12. okt. 2022. Vefsíða. 28. nóv. 2022. <http://visindavefur.is/svar.php?id=83911>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvers vegna er vatnið í Stórurð svona blátt?
Engin gögn hafa fundist um efnasamsetningu vatnsins í tjörnum Stórurðar, eða um þörungalífríki þeirra. Þess vegna fjallar þetta svar um hvaða atriði stjórna almennt litaáferð tjarna, stöðuvatna, fallvatna og sjávar.

Í Stórurð er víða að vinna blágrænar tjarnir.

Framlög til litaáferðar má flokka eftir uppruna;
  1. speglun frá vatnsyfirborði,
  2. ísog og ljósdreifing frá sameindum og ögnum í vatninu,
  3. ljósdreifing frá botni.

Speglun frá vatnsyfirborði

Speglun frá vatnsyfirborði er minnst þegar horft er lóðrétt niður á vatnsflötinn. Þá tölum við um að innfallshorn ljóssins sé 0°. Með stækkandi innfallshorni vex speglunin og nálgast 100% af innfallandi ljósorku við 90° (þá er horft samsíða vatnsfletinum). Um speglun geisla sem koma neðan frá að vatnsborðinu gildir svipað. Speglunin vex með vaxandi innfallshorni og þar með minnkar gegnskinshlutfallið um vatnsborðið. Þegar speglun í vatnsborðinu er ráðandi tengist litaáferðin á vatnsfletinum fyrirmyndinni; hvít fyrir ský, blá fyrir heiðan himin og fjöllin gefa eigin litasamsetningu. Í grennd við 55° innfallshorn er ljósið í spegilmyndinni skautað. Það gefur veiðimönnum færi á að nota „laxagleraugu“ (skautunar-síur) til að deyfa spegilmyndina svo þeir sjái betur niður í vatnið.

Veiðimenn nota gjarnan „laxagleraugu“ (skautunar-síur) til að deyfa spegilmyndina svo þeir sjái betur niður í vatnið.

Ísog og ljósdreifing frá sameindum og ögnum í vatninu

Ljós sem berst augum okkar af einhverju dýpi í vatninu er ættað ofan frá en hefur dreifst (e. scattered) af einhverri ójöfnu í vatninu, breytt um stefnu og leitað upp á við. Styrkur ljóssins dofnar með vegalengd í vatninu. Þetta kallast ísog.

Ljós í rauða enda litrófsins dofnar hraðast, en ljós nálægt bláa endanum hægast. Litabreyting á ljósinu verður áberandi þegar vegalengd í vatninu er 1 m eða meira. Þannig skynjum við hreint vatn í glasi sem glæran litlausan vökva, en áferð á tæru stöðuvatni verður bláleit. Botn og veggir íslenskra sundlauga eru oftast klæddir hvítum flísum. Þegar við stöndum á bakkanum og horfum til botns sjáum við þó allt með bláum keim.

Agnirnar sem dreifa ljósinu eru af margvíslegum uppruna. Í jökulám eru þetta steinefni (jökulleir), í sjó og stöðuvötnum getur uppruninn verið ýmist úr steinaríkinu eða lífríkinu. Agnir sem ekki drekka í sig neinn hluta ljóssins heldur endurvarpa öllum öldulengdum jafnt gefa hvíta áferð. Lítill en merkjanlegur þéttleiki slíkra agna færir áferð vatnsins frá bláu í ljósblátt, en með meiri þéttleika verður skyggnið minna og áferðin hvítari, samanber örnefnið Hvítá sem notað er á nokkrar jökulár. Þegar glas er snöggfyllt vatni úr krana mynda loftbólur ójöfnur í vatninu og gefa því gráa þokukennda áferð í byrjun, þar til þær hafa flotið upp og hverfa. Við kröftugri blöndun á vatni og lofti, þar sem vatnsdropar verða að ójöfnum innan um loftið, verður áferðin hvít. Þetta sjáum við til dæmis í brimi og fossum. Vatnsbornar agnir úr lífríkinu gefa gjarnan fjölbreyttari litaáferð. Rauðátan í hafinu endurkastar rauðu ljósi en drekkur aðra liti í sig, meðan grænþörungar endurvarpa grænu ljósi en nota orku úr ljóseindum með aðrar öldulengdir til ljóstillífunar.

Ljósdreifing frá botni

Ef skyggnið í vatninu leyfir okkur að sjá til botns breytist áferðin eftir botngerðinni. Auðar klappir eru oftast dökkar, sandbotn ljósari og gróðurþekja græn eða brúnleit.

Á grunnu tæru vatni er botnáferðin mest áberandi í okkar sýn á vatnið, við lítið innfallshorn. Með stækkandi innfallshorni vex framlag speglunar frá yfirborði. Með aukinni dýpt vaxa áhrif ísogs (blámi) og ljósdreifingar frá ójöfnum í vatninu. Litaáferð dreifða ljóssins í vatnsbolnum getur verið rauð, græn, blá eða grá/hvít eftir gerð ójafnanna. Vaxandi þéttleiki ójafnanna takmarkar skyggnið í vatninu og bindur áferð vatnsins við eiginleika efstu laga.

Myndin sýnir framlag áferðar úr öllu þremur flokkum. Þegar hún var tekin var kröftugur plöntusvifsblómi í firðinum. Kalksvifsþörungurinn Emiliania var í blóma og gaf sterk-græna áferð þegar horft var á fjörðinn við lítið innfallshorn sem gefur litla speglun. Næst fjöruborðinu handan fjarðarins er innfallshornið stærst og speglunin því kröftugust og vatnsáferðin stjórnast af litasamsetningu neðsta hluta fjallshlíðarinnar. Þegar nær okkur dregur ber meira á græna litnum frá Emiliania um leið og speglunin minnkar með fallandi innfallshorni. Þar kemur að við greinum dökkt mynstur steina á sjávarbotninum sem blandast inn í dökka spegilmynd af efsta hluta fjallsins handan fjarðarins. Næst fjöruborðinu verður spegilmynd af ljósum himninum sterkari en framlag frá bæði vatnsbol og botni.

Í ljósi þess sem komið hefur fram hér að ofan er nærtækast að ætla að þær agnir sem gefa tjörnunum í Stórurð ljósbláa litinn dreifi öldulengdum sýnilegs ljóss nokkuð jafnt. Það segir okkur hins vegar lítið um uppruna þeirra og eðli, annað en að þær eru líklega ekki virkar við ljóstillífun.

Myndir:...