Por que el mar es azul

El color del mar

¿Por qué el océano es azul? La gente se lo ha preguntado durante cientos de años. Una idea es que refleja el cielo. Y así es, en la superficie. Desde la costa, puede parecer de un azul intenso en un día soleado. O gris cuando hay tormenta. O incluso volverse de un rosa brillante durante el amanecer o el atardecer. Pero si nos hundimos bajo la superficie, el color azul permanece. Aquí, el agua no refleja el cielo. El tono azul lo crea el agua misma.
La luz del sol contiene todo el espectro de colores visibles, desde el rojo hasta el violeta y todo el arco iris que hay entre ellos. Los diferentes colores de la luz tienen diferentes longitudes de onda. La luz roja tiene longitudes de onda largas. Otros colores tienen longitudes de onda progresivamente más cortas, siendo el azul y el violeta los más cortos de todos.
Cuando la luz brilla a través del agua, los colores con longitudes de onda más largas son absorbidos por el agua, siendo las más largas las que se absorben primero. En cuanto nos adentramos más de unos metros en el agua, la mayor parte del rojo y el naranja desaparecen por completo. Los siguientes en desaparecer son el amarillo y el verde. El azul y el violeta, en cambio, tienen las longitudes de onda más cortas de la luz visible, por lo que son los que pueden penetrar más profundamente. No sólo permanecen, sino que son dispersados por las partículas del agua, lo que hace que parezca que el agua misma es azul.

¿es el océano azul por culpa del cielo?

«El océano se ve azul porque el agua absorbe más el rojo, el naranja y el amarillo (luz de longitud de onda larga) que el azul (luz de longitud de onda corta). Así que cuando la luz blanca del sol entra en el océano, es sobre todo el azul el que se devuelve. La misma razón por la que el cielo es azul».
En otras palabras, el color del océano y el del cielo están relacionados pero se producen de forma independiente: en ambos casos, la absorción preferente de la luz de longitud de onda larga (rojiza) da lugar al azul. Tenga en cuenta que este efecto sólo funciona si el agua es muy pura; si el agua está llena de barro, algas u otras impurezas, la luz dispersada por estas impurezas abrumará el azul natural del agua.
«La respuesta a por qué el cielo es azul no es del todo correcta. El cielo es azul no porque la atmósfera absorba los demás colores, sino porque la atmósfera tiende a dispersar la luz de menor longitud de onda (azul) en mayor medida que la luz de mayor longitud de onda (roja). La luz azul del sol se dispersa en todas direcciones, mucho más que los otros colores, por lo que cuando se mira al cielo de día se ve el azul independientemente de dónde se mire. Esta dispersión se denomina «dispersión de Rayleigh»; la cantidad de dispersión aumenta con la frecuencia de la luz a la cuarta potencia. Por cierto, este efecto es más frecuente cuando las partículas que realizan la dispersión son más pequeñas que la longitud de onda de la luz, como es el caso de las moléculas de nitrógeno y oxígeno de la atmósfera.

Por qué el océano es azul pero el agua es clara

Esta imagen MODIS de agua azul en el Mar Caribe parece azul porque la luz del sol es dispersada por las moléculas de agua. Cerca de las Islas Bahamas, los colores aqua más claros son aguas poco profundas donde la luz del sol se refleja en la arena y los arrecifes cerca de la superficie.
Imagen de la izquierda: El fitoplancton son plantas unicelulares muy pequeñas, generalmente del tamaño de la cabeza de un alfiler, que contienen un pigmento verde llamado clorofila. Todas las plantas (en tierra y en el océano) utilizan la clorofila para captar la energía del sol y, mediante el proceso conocido como fotosíntesis, convierten el agua y el dióxido de carbono en nuevo material vegetal y oxígeno.
Imagen de la derecha: Aunque es microscópico, el fitoplancton puede florecer en cantidades tan grandes que puede cambiar el color del océano hasta tal punto que podemos medir ese cambio desde el espacio. Los remolinos de color verde son una floración de fitoplancton en el Golfo de California.
Los cambios en el color del océano pueden ser causados por una variedad de fuentes. En esta imagen de SeaWiFS, dos corrientes fluyen una junto a la otra. La corriente cálida de Brasil fluye hacia el sur junto a la costa de Argentina. La corriente más fría de las Malvinas fluye hacia el norte, casi paralela a la corriente de Brasil. (Las Islas Malvinas pueden verse en la parte inferior de la imagen.) La interacción de estas dos corrientes trae a la superficie agua rica en nutrientes del océano profundo, proporcionando un entorno excelente para el crecimiento del fitoplancton. Las distintas poblaciones de fitoplancton en cada corriente pueden percibirse como colores diferentes.

Por qué el mar es verde

El cielo es azul debido a un fenómeno llamado dispersión de Raleigh. Esta dispersión se refiere a la dispersión de la radiación electromagnética (de la que la luz es una forma) por partículas de una longitud de onda mucho menor. La luz del sol es dispersada por las partículas de la atmósfera, y lo que llega a la tierra se denomina radiación difusa del cielo, y aunque sólo se dispersa un tercio de la luz, las longitudes de onda más pequeñas tienden a dispersarse más fácilmente. Estas longitudes de onda más cortas corresponden a las tonalidades azules, de ahí que cuando miramos el cielo, lo veamos azul. Al atardecer y al amanecer, el ángulo con el que la luz solar entra en la atmósfera cambia significativamente, y la mayoría de las longitudes de onda azules y verdes (más cortas) de la luz se dispersan incluso antes de llegar a la atmósfera inferior, por lo que vemos más los colores naranja y rojo en el cielo.
El océano no es azul porque refleje el cielo, aunque yo lo creía hasta hace unos años. En realidad, el agua parece azul debido a su absorción de la luz roja.  Cuando la luz incide en el agua, las moléculas del agua absorben algunos de los fotones de la luz. Todo lo absorbe en una longitud de onda diferente (tu camiseta verde absorbe el rojo), y como resultado refleja los colores restantes hacia el espectador (por eso tu camiseta parece verde).  En las masas de agua poco profundas (como un vaso de agua) la luz penetra completamente, ya que no hay suficiente agua para absorber los fotones, por lo que vemos el agua sin color. Sin embargo, en aguas más profundas, no todas las longitudes de onda de la luz pueden penetrar completamente en el líquido, ya que hay demasiadas moléculas de agua en el camino de los fotones. Las moléculas de agua absorben todas las longitudes de onda rojas de la luz, haciendo que ésta se refleje en azul. Por eso, las aguas menos profundas tienen un color azul más claro que las más profundas: menos absorción significa menos reflexión.

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