Nước biển có màu xanh lam chủ yếu vì phân tử nước hấp thụ ánh sáng đỏ mạnh hơn ánh sáng xanh; lớp nước càng dày, phần đỏ càng bị "ăn" mất, ánh sáng hắt ngược lên còn lại chủ yếu là xanh lam. Mặt biển phản chiếu bầu trời góp thêm một phần. Màu xanh lục, xanh ngọc, nâu đỏ của biển và hồ lại đến từ những thứ trong nước: tảo phù du, phù sa, bột đá mịn, đáy cát trắng nông. Nhìn màu nước, người ta có thể đoán khá nhiều về những gì đang có trong đó.
Nước tinh khiết có màu xanh nhạt
Một cốc nước trông trong suốt, nhưng thực ra nước tinh khiết có màu xanh lam rất nhạt. Phân tử nước rung động và hấp thụ một phần nhỏ ánh sáng ở vùng đỏ và cam của quang phổ. Với một cốc nước, lượng hấp thụ quá nhỏ để thấy. Với lớp nước dày vài mét trở lên, phần đỏ bị hấp thụ đáng kể, ánh sáng còn lại ngả xanh lam. Đây là lý do một bể bơi sâu sơn trắng vẫn trông xanh, và các thợ lặn thấy thế giới dưới nước mất dần màu đỏ khi xuống sâu: ở vài chục mét, máu của vết xước nhỏ trông xanh đen chứ không đỏ.
Phản chiếu bầu trời
Bề mặt nước cũng hoạt động như một tấm gương. Ngày trời quang, mặt biển phản chiếu bầu trời xanh, cộng với màu xanh tự thân của nước; ngày âm u, biển trông xám chì. Lúc hoàng hôn, mặt biển có thể ánh cam vàng. Góc nhìn cũng quan trọng: nhìn xa về phía chân trời, ta thấy chủ yếu ánh phản chiếu; nhìn thẳng xuống từ thuyền, ta thấy nhiều hơn màu của chính lớp nước. Bài về vì sao bầu trời màu xanh giải thích phần màu của bầu trời.
Những gì trong nước làm đổi màu
| Màu nước | Nguyên nhân thường gặp | Ví dụ |
|---|---|---|
| Xanh lam đậm, trong | Nước sâu, ít tảo và phù sa | Biển khơi, vùng nước quanh đảo xa bờ |
| Xanh ngọc, xanh lục nhạt | Nước nông trên đáy cát trắng, hoặc có bột đá mịn lơ lửng | Bãi biển cát trắng, hồ băng |
| Xanh lục | Nhiều tảo phù du chứa diệp lục | Vùng biển giàu dinh dưỡng, ao hồ |
| Nâu, đỏ nâu | Nhiều phù sa, bùn đất | Sông Hồng mùa lũ, cửa sông |
| Đỏ, nâu đỏ loang lổ | Tảo nở hoa dày đặc ("thuỷ triều đỏ") | Có thể gây hại cho sinh vật biển |
| Đen nâu, màu trà | Chất hữu cơ hoà tan từ lá mục, đất than bùn | Suối rừng, đầm lầy |
Màu xanh ngọc của những hồ băng ở vùng núi cao trên thế giới là một trường hợp đẹp: băng hà mài đá thành bột cực mịn, trôi vào hồ và lơ lửng, tán xạ ánh sáng xanh lục lam, tạo nên màu xanh sữa đặc trưng.
Màu nước ở Việt Nam
- Vịnh Hạ Long, vịnh Lan Hạ: nước xanh ngọc tới xanh lục nhờ nước nông vừa phải và sinh vật phù du; màu thay đổi theo mùa và thời tiết.
- Biển đảo phía Nam như Phú Quốc, Côn Đảo: những bãi cát trắng cho nước xanh ngọc trong vắt ở vùng nông.
- Sông Hồng: nước đỏ nâu vì phù sa, đúng như tên gọi Hồng Hà (sông Đỏ).
- Hồ Ba Bể và nhiều hồ núi: xanh lục đậm do độ sâu, phản chiếu rừng núi và sinh vật trong nước.
- Suối ở rừng già: có nơi nước màu trà do chất hữu cơ từ lá mục.
Màu nước có thể thay đổi rõ rệt giữa mùa khô và mùa mưa: mùa mưa phù sa đổ về nhiều, biển gần cửa sông đục nâu; mùa khô nước trong xanh hơn.
Màu nước nói gì về chất lượng nước
Các nhà khoa học dùng ảnh vệ tinh đo màu đại dương để ước lượng lượng tảo phù du, vốn là nền tảng của chuỗi thức ăn biển. Màu xanh lục tăng có thể cho thấy nhiều tảo; màu nâu cho thấy phù sa từ đất liền. Với người dân, màu nước bất thường như ao hồ chuyển xanh lục đậm đặc, có váng, mùi hôi, hay biển xuất hiện vệt đỏ nâu dày, có thể là dấu hiệu tảo nở hoa hoặc ô nhiễm. Trong trường hợp đó, không nên bơi, không dùng nước, và nên báo cho cơ quan môi trường địa phương. Ngược lại, nước trong xanh cũng chưa chắc đã an toàn để uống; chất lượng nước phải được kiểm tra bằng xét nghiệm.
Góc nhìn hôm nay: quan sát và chụp màu nước
Lần tới đi biển, thử để ý màu nước theo khoảng cách: sát bờ, giữa vùng sóng, xa ngoài khơi. Đeo kính râm phân cực sẽ giảm ánh phản chiếu mặt nước, giúp thấy màu thật của lớp nước và đáy cát rõ hơn. Chụp ảnh cùng một bãi biển vào ngày nắng và ngày âm u để so sánh. Khi lặn ngắm san hô, mang theo một vật màu đỏ để thấy nó tối dần khi xuống sâu, minh chứng cho việc nước hấp thụ ánh đỏ.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao nước biển có màu xanh?
Vì phân tử nước hấp thụ ánh sáng đỏ mạnh hơn ánh sáng xanh. Lớp nước dày còn lại chủ yếu ánh xanh lam hắt lên mắt ta, cộng thêm phần phản chiếu bầu trời.
Vì sao có nơi nước biển màu xanh ngọc?
Thường do nước nông trên đáy cát trắng, ánh sáng hắt lên từ đáy pha với màu xanh của nước tạo màu xanh ngọc. Bột đá mịn lơ lửng cũng có thể tạo màu này.
Vì sao nước sông Hồng màu đỏ nâu?
Vì sông mang rất nhiều phù sa, đặc biệt vào mùa lũ. Phù sa lơ lửng làm nước có màu đỏ nâu, đúng như tên Hồng Hà nghĩa là sông Đỏ.
Thuỷ triều đỏ là gì?
Là hiện tượng tảo nở hoa dày đặc làm nước biển chuyển màu đỏ, nâu. Một số loài tảo có thể gây hại cho sinh vật biển và con người, nên không nên bơi hay đánh bắt ở vùng có hiện tượng này.