C’est incontestable, la mer est bleue dans son paysage naturel. Mais quand on la met dans un receptante, comme une bouteille, elle devient transparente. Voici les explications selon les lois fundamentales de la physique et de l’optique !
Il est parfois tempant de penser que la couleur bleue de la mer est le reflet du ciel bleu qui s’étend au-dessus d’elle. De plus, cette couleur n’est pas constante, he peut empiriquement constater qu’elle change en fonction de l’environnement et du climat. Par exemple, quand le temps est nuageux et agité, l’océan perd sa couleur bleutée et semble virer au gris… Il ya même des mers vertes et des mers rouges… Mais pourquoi? En vérité, il s’agit d’un simple optical phenomenon. Pour le comprendre, il faudra par contre revenir sur un rappel de quelques notions physiques basices.
Une autre raison, en fait plus importante, est la diffusion de photons d’énergies par le rayonnement solaire. C’est ce qui contribute essentially à rendre la mer bleue.
Le rayonnement solaire
Le soleil est un astre à fusion nucléaire. Il diffuse une énergie colossale sous forme d’ondes électromagnetiques qui parvient jusqu’à nous. C’est ce que l’on appelle rayonnement solaire. Ces ondes peuvent être visibles ou invisibles pour l’œil humain.
L’ionosphère et l’atmosphère réflexissent une partie du rayonnementtandis que d’autres arrival à la surface des nuages, des océans ou des continents. He peut les classifier en two categories : les ondes courtes et les ondes longues.
Les rayons à ondes courtes
Les rayons à ondes courtes sont extremely nocifs. Fortunately, l’atmosphère et la couche d’ozone constituent de véritables boucliers qui les empêchent de nuire à la vie. They include notably:
- Les rayons X
- Les rayons beta
- Les rayons UVC
- Les rayons gamma
Les rayons à ondes longues
Forest rayons à ondes longues sont ceux qui parviennent à la surface de la terre. These are mainly:
- Les Ultraviolets
- La lumière visible
- The infrared forest
Le specter lumineux visible
Several colors component la lumière blanche naturelle, which corresponds to a lighted beach and a well-defined frequency.
Pour pouvoir explicar la couleur de la mer, il faut s’intéresser au specter visibleplus precisely entre les fréquences 380 à 780 nanomètres (nm). Il represents environ 39% of the light reaching the surface of the earth.
He a tous pu admirer la couleur éblouissante d’un arc-en-ciel. Eh bien, ces couleurs correspondent exactement au spectre perceptible par l’œil humain. Ils sont en général au nombre de sept, dont le rouge, le jaune, le vert, le bleu, le violet, l’orange et l’indigo.
Une partie est réfléchie selon l’albédo de la surface frappée. Une autre partie sera absorbée sous forme de warmth. Une autre, encore, est exploitée par des organismes vivantscomme les végétaux pratiquant la photosynthèse.
L’albedo
C’est la quantity of reflected light selon la nature de la matière touchée. Plus une surface est réflexissante, plus son albédo est élevé. Par exemple, that of fresh snow is 0.87, which means that 87% of solar energy is reflected by this type of snow.
Dans le cas de la mer, l’angle d’incidence du soleil joue un rôle considerable dans l’intensité de son albédo. Quand elle est basse sur l’horizon, son albedo est d’environ 15%. Elle peut attenirer les 60% quand le soleil est plus haut.
Cell a an impact on the color of the sea. Dans les zones polaraires, en effet, la mer est bleu-vert, tandis que dans les mers tropicales et équatoriales, elle vire au bleu indigo.
Mais d’où vient donc la couleur bleue de la mer ?
L’absorption et la réflexion
Depuis longtemps, he a pensé que la couleur bleue de la mer provent du reflet du ciel. C’est exact, elle peut contributer à colorer l’eau de mer, mais seulement en une infime partie.
Une autre raison, en fait plus importante, est la diffusion de photons d’énergies par le rayonnement solaire. C’est ce qui contribute essentially à rendre la mer bleue.
Les rouges, les jaunes et l’orange represent les photons de moindre énergie. Les molecules presentes dans l’eau les absorbent avec facilité.
On the other hand, les plus énergiques du specter correspondent au violet et au bleu. Ils sont beaucoup plus difficiles à absorber. They are réfléchis par les molécules d’eauattribuant à la mer son aspect tel que nous la voyons.
L’eau absorb weakness les longueurs d’ondes. Il en faut donc de grandes quantités pour que le bleu manifest itself.
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Le rôle de la profondeur
Au fur et à mesure que l’on avance dans la profundo, le nombre de particules en suspension augmente. Ce qui a pour consequence de refléter la couleur des spectres non absorbés qui, dans ce cas, est le bleu.
Voilà pourquoi l’eau dans une bouteille est transparente, ‘eau d’une piscine légmentre bleue et enfin l’eau de mer d’une bleue pronounced.
Voici un rapport absorption-profondeur de quelques couleurs du spectre de lumière dans l’océan.
- Le rouge : sera la première absorbée. Elle n’est plus visible au-delà de 25 m.
- Le Jaune : va un peu plus loin à environ 100 m de profondeur.
- Left vert : peut aller jusqu’à 250 m.
- Le bleu et violet : possédent des longueurs d’ondes leur posible de pénétrer à de profondeurs supérieures, ils sont perceptibles jusqu’à 500 m.
Les changements temporaires de couleurs
Le climat peut aussi influencer sur la couleur de la mer. On peut constater parfois que la mer est grisâtre quand le temps est moins clair. L’agitation de l’eau due à la tempête perturbe la réflexion des couleurs. Et le vent, parfois violent, impacte la diffusion des photons. Elles sont remuées et mises en suspension.
Par ailleurs, si l’eau est calme et transparente, la couleur du fund proche peut influencer sur la couleur apparente de l’eau. C’est pourquoi, par exemple, le sable fait paraître la mer gris-jaune.
The other colors of the sea
La mer verte
Dans les milieux favors aux phytoplanktons photosynthétiques comme les algues par exemple, il arrive que les eaux adoptent une couleur verte. C’est parce que les ondes bleues sont absorbées plus rapidement par la chlorophylle. Given this configuration, le vert devient la seule longueur d’onde visible qui ne soit pas absorbée.
C’est un phenomenon de plus en fréquent depuis quelques années sur les côtes françaises : la mer verte, et même carrément vert fluo. Ce serait notably lié au reheatement climatique, qui favorerait la proliferation de la microalgue Lepidodinium chlorophorum.
La mer rouge
Depuis plusieurs années, now, he peut observe un changement de couleur de l’eau sur le Atlantic littoral, plus precisely, le long de la côte sud du Bretagne. Pendant ce changement saisonnier, l’eau devient rouge – marron. Ce phénomène est provocé par la multiplication rapide d’une algue called Lingulodinium Polyhedra.
De la famille des phytoplanktons, ces espèces sont aussi bioluminescentesc’est-à-dire qu’elles émettent une lumière de couleur bleue. Ce spectacle est saissant lorsqu’il est observé dans la nuit. Cette proliferation massive results de l’abondance d’apport en nutriments et lorsque la temperature est favorable, ils se développement rapidement.