Priredio: Miroslav Doderović, Zdravko Ivanović
Radi boljeg razumijevanja elektromagnetnog spektra i njegovog manjeg dijela koji je vidljiv kao svjetlost, neophodno je shvatiti neke složenosti u vezi sa njim. Veoma mali segment ovog spektra nazvan je vidljiva svjetlost i može biti podijeljen na osnovu talasnih dužina na: ljubičasti, plavi, zeleni, žuti, narandžasti i crveni nivo energije. Kombinovane,ove različite talasne dužine svjetlosti stvaraju bijelu svjetlost. Kraće talasne dužine energije na bijeloj strani od vidljivog svijetla su veoma opasne jer uključuju x – zrake i γ zrake.
Na desnoj strani vidljivog dijela elektromagnetnog spektra su duge talasne dužine energije, naša tehnologija ih koristi za prenos toplote i za komunikacije. Nas, za sada, zanima dio spektra koji uključuje vidljivu svjetlost. Naziva se "vidljiva" svjetlost zbog toga što su elektromagnetni senzori, naše oči, prilagođene da registruju samo određene talasne dužine. U principu, one "hvataju" vidljive talasne dužine svjetlosti, isto kao što radio uređaj "hvata" specifične radio talase.
Osnovni izvor svjetlosti je Sunce čije zračenje uključuje sve vidljive boje. Veliki dio svjetlosti je reflektovan od predmeta, koji reflektuju različite talasne dužine svjetlosti, i svaka talasna dužina prestavlja boju u vidljivom dijelu spektra.
Na primjer, vegetacija apsorbuje većinu talasnih dužina, izuzev zelene i žute koje reflektuje, iz tog razloga većina biljaka izgleda zeleno. Crvena jakna apsorbuje sve ostale talasne dužine boja izuzev crvene, koja se odbija.
Zašto su neki dijelovi okeana plavi, dok se drugi čine zeleni? Boja morske vode se kreće u opsegu od tamno indigo plave do žuto zelene. Indigo plava boja je tipična za tropske i ekvatorske regione gdje je mala primarna biološka produktivnost. Žuto zelena boja se javlja u obalskim vodama visokih geografskih regiona, gdje se primarna biološka produktivnost javlja sezonski u velikim količinama. Pored toga, nedostatak pojedinih materija u tropskim vodama umanjuje molekularno rasipanje solarne radijacije, koja ima za posljedicu da voda bude plave boje. Veća koncentracija pojedinih materija, posebno tamo gdje se plankton nalazi u izobilju, ima i veće rasipanje i apsorpciju svjetlosti. To smanjuje prenos sunčeve radijacije, uzrokujući zelenkastu boju, karakteristiku takvih voda.
Okean je selektivan apsorber vidljive svjetlosti i njegova apsorpcija je veća za veće talasne dužine boja (crvena, narandžasta i žuta). Kada odnos između dubinskog prodiranja i povratnog raspršivanja svjetlosti postigne svoj maksimum u kratkotalasnom dijelu Sunčevog spektra (pri talasnoj dužini 0,47) tada more ima plavu boju. To je poznata kobaltmodra boja mora najveće providnosti u suptropskim geografskim širinama. Međutim, talasne dužine kao dio vidljivog spektra (ljubičaste i plave svjetlosti) se ne mogu primijetiti do većih dubina. Zbog čega na dubini od 100 m u okeanu nema drugih boja sem plave i zelene? Zato što se crvene talasne dužine apsorbuju unutar gornjih 10 m, a žuta se rasipa do dubine od 100 m. Samo se plave i neke zelene talasne dužine pružaju ispod ovih dubina, dok intenzitet crvene i žute slabi. Samo u površinskim vodama može biti posmatrana prava boja predmeta u prirodnoj svjetlosti, pošto se tu mogu pronaći sve talasne dužine vidljivog spektra. Na otvorenom moru sunčeva svjetlost ne prodire ispod dubine od 1000 m.
Većina solarne energije je u vidu talasnih dužina zvanih svjetlost. Bitno je shvatiti ovu sunčevu energiju, jer ona povećava efekat tri velike komponente okeana:
1. vjetrovni pojasevi na svijetu, koji stvaraju morske struje i vjetrovne talase na moru, dobijaju energiju prvenstveno od sunčevog zračenja.Vjetrovni pojasevi i okeanske struje veoma utiču na svjetske klimate.
2. “živi pojas” tople vode na površini okeana bježi preko velikih masa hladnih voda koje ispunjavaju veći dio okeanskih basena. U njemu egzistira veći dio živih organizama mora, a stvoren je sunčevim zagrijavanjem.
3. Uski pojas površinske vode u koju prodire Sunčeva svjetlost, nastanjen je fitoplanktonom – plutajućim fotosintetičkim ćelijama kao što su diatome kokolitofore, koje su osnova okeanskog lanca ishrane. Oni proizvode hranu sami za sebe kroz proces fotosinteze, koja se može odvijati samo tamo gdje sunčevi zraci prodiru kroz okeansku vodu. Zbog toga su fitoplanktonski organizmi stanovnici upravo ovog pojasa.
Boja mora zavisi najviše od intenziteta upijanja i raspršivanja svjetlosnih zraka, a zatim od dubine i okoline. Ukoliko je morska voda čistija, utoliko je boja više plava, prelazeći u tropskim morima u modru. To je posljedica rasturanja sunčeve svjetlosti pri nailasku na sićušne čestice, koje žive u vodi. Najviše se rasturaju plavi kratkotalasni zraci Sunčevog spektra, pa zato voda i dobija tu boju. Priobalna voda Žutog mora je crvenkaste boje od milijardi sićušnih algi, kao i od prašine koju iz okoline donosi vjetar hamsin.
U svijetlu jutra i pri izlasku Sunca more se praktično stapa sa takozvanom bojom neba. Za vrijeme vedrog i sunčanog vremena boja na površini mora ima modrozelenkastu nijansu. U vrijeme bure more ima tamnomodru boju. Pri zalasku sunca more poprima svjetlocrvenkastu boju. Kad je nebo prekriveno gustim oblacima, more je tamne boje. U lagunama plitkih mora i na ušćima većih rijeka (na primjer, rijeka Po nanosi mulj u sjeverni Jadran) boja mora ima nijanse mutnožute i mrke boje. More tada dobija žućkastomrku i prljavo sivu boju. Promjena boje okeana zavisi i od čitavog niza sporednih činilaca. Ona se donekle promijeni prema boji neba, prema visini Sunca iznad horizonta, prema kretanjima vode, dubini i boji dna, prema suspendovanim mineralnim i organskim materijama. Ta promjena u izgledu boje može biti tolika da isti posmatrač, ali sa raznih mjesta vidi isti dio mora i pri istim uslovima, u različitoj
boji. Pri svemu tome voda izvjesnog predjela ima svojstvenu boju, koja se u toku vremena ne mijenja i predstavlja njegovu karakterističnu osobinu. Prirodna boja okeanske vode može se uporediti sa plavetnilom najvedrijeg neba. Takvu boju imaju i planinska bistra jezera. Intenzivno plavetnilo imaju tropski i subtropski djelovi okeana, približno do 400 g.š.
Kobaltno plavo i vrlo providno je Sargaško more, južni Atlantski i južni Indijski okean od 100 do 300 j.g.š. To su ujedno i predjeli najvećeg saliniteta. Sa većim geografskim širinama boja se sve više mijenja i prelazi u plavo-zelenkastu, zelenkasto-plavičastu pa sve do zelene. Na južnom Atlantskom i Tihom okeanu vrlo se često površina oboji dugačkim crvenkastim trakama, usljed iznenadne pojave rojeva sitnih, mrkih račića, Copepodae, koje ribari zovu “hranom kitova”. Vjerovatno je Crveno more nazvano ovim imenom po čestoj pojavi milijardi crvenih algi, vrste Trichodensium, kada dobije kao krv crvenu boju. Tako su ponekad obojene i ogromne površine Arabijskog mora. Maslinasto-zelene pruge na mnogim mjestima polarnih mora, naročito na površini Grenlandskog mora, mogu se nesumnjivo svesti na guste rojeve diatomea, vrlo sitnih životinja. Nazivi Bijelog i Crnog mora nemaju nikakve veze sa bojom vode, jer je kod oba skoro normalno plava, već, vjerovatno, imaju preneseno značenje. Atlantski okean je u blizini ušća Amazona i Konga crvene boje, jer te rijeke donose čestice crvene gline. Žuto more ima žućkastu boju zbog čestica žutog lesa, koji se u njega uliva vodom sa Hoang Hoa i drugih kineskih rijeka. Na boju okeanske vode dosta utiču i atmosferski uslovi, jer je, na primjer, u Kilskom zalivu pri tihom vremenu boja zatvoreno zelena, a pri burnom zelenkasto-siva. Po svemu bi se moglo zaključiti da svakako postoji veza između fizičkih osobina okeanske vode i boje, ali se zbog mnogih sekundarnih činilaca rijetko gdje mogu pojaviti potpuno pravilno. Mnogim posmatranjima je utvrđeno da je plavetnilo dublje što je more prozirnije. U slanijim sredozemnim morima, kao što je evropsko, plavetnilo se pojačava do ultramarinskog, dok je u mnogo manje slanom Baltičkom moru boja više zelena. Isto tako je u blizini obala voda zelenkasta i mutna, a i plankton smanjuje bistrinu morske vode i čini je više zelenom. Kad bi se pokušali fizički objasniti postepeni prelazi od plave do zelene boje, naišlo bi se na mnogo teškoća. Sadržina soli nije mjerodavna, budući da mnoga planinska jezera sa slatkom vodom imaju istu boju kao vrlo slano Sredozemno more. Ni temperature nijesu validne, što govori činjenica da je do 200C topla voda Floridske struje isto onoliko plava kao što su zagrijane vode velikih južnih širina do 50C. Ni sve plitke vode nemaju zelenu boju, ni duboke plavu, takva boja mora vidljiva je u pristaništima većih lučkih središta. Modra boja znak je "pustoši" mora, to jest pomanjkanja života u moru, ali to je istovremeno i najveća privlačnost, magnet za sve veći broj posjetilaca željnih istinskog odmora i rekreacije. Prirodno plavetnilo morske vode javlja se kao posljedica nejednakog upijanja svjetlosnih zraka. Poznato je da se plavi zraci, na istoj dubini vode deset puta manje apsorbuju od crvenih zbog čega morska voda izgleda plava. Plavom bojom odlikuju se tropska i suptropska mora, jer ona sadrže vrlo malo planktona zbog čega ih mnogi označavaju kao prave "morske pustinje". Hladna mora, naprotiv, odlikuju se tamnozelenom bojom, koja se javlja usled beskrajno malih i mnogobrojnih morskih organizama - planktona. Otuda su ova mora vrlo bogata ribom i drugim organizmima. Zeleno-žutu boju imaju obično mora u blizini kopna. Sastav morskog dna takođe utiče na boju morske vode. U blizini obala i u plićacima, čije je dno pokriveno pijeskom ili koralima, javlja se boja svjetlozelena, a tamnozelena ako je dno pokriveno više muljem. Ponekad na plitkoj ili vrlo bistroj vodi dno može da reflektuje sunčeve zrake. To je slučaj sa čuvenom Plavom pećinom na ostrvu Kapri južno od Napulja, gdje se sa dna sunčevi zraci reflektuju i osvjetllavaju čitavu pećinu. Slična ovoj je i Modra Špilja na istočnoj strani ostrva Biševa u Jadranskom moru. Boja mora određuje se na više načina. Najčešće se upotrebljava ljestvica koju su objavili Forel i Ule. Prema Forel-Uleovoj ljestvici, a na temelju providnosti (Sekijev postupak), postoji 13 kombinacija (grupacija) nijansi i 21 razred: od tamnoplave (prvi razred ljestvice), do mrke boje mora (dvadeset prvi razred ljestvice). Za određenje postepenih razlika u boji služi Forelova skala. Postupak je sljedeći: pripreme se dva rastvora, jedan plav, u kome su 1 g sulfata bakra i 9 g tečnog amonijaka rastvoreni u 190 g čiste vode, i drugi žuti, u kome je 1 g prirodnog kalijumhromata rastvorenog u 199 g vode. Ako se ti rastvori procentualno pomiješaju, dobiće se skala od 0 do 100% količine žutog rastvora. Ako se npr. uzme 35% žutog i 65% plavog rastvora, smjesa će imati oznaku 35, i pošto je žuti rastvor mnogo jače obojen od zelenog počinje već od broja 5 jasna zelena boja. U praksi se, medjutim, upotrebljavaju samo pojedini brojevi procenata rastvora, ne svi. Dobijene smjese čuvaju se u zalivenim staklenim cijevima, ali se dosta brzo kvare i mijenjaju boju, pa su zbog toga zamijenjene poboljšanim i sigurnijim sredstvima. Koriste se tanke staklene ploče, omotane želatinom, i drže se u rastvoru plavog diamina i pikrinske kisjeline, dok po kolorimetru dobiju onu obojenost koja tačno odgovara raznim brojevima smješe Forelovih rastvora. Poređenjem tih ploča sa bojom okeanske vode mogu se dosta sigurno odrediti svi prelazi od zelene prema plavoj. Providnost uglavnom odgovara pojmu bistrine okeanske vode na određenom mjestu, i pokazuje koliko lako svjetlost ili svjetlosni zraci različitih boja prodiru u morske dubine. U staklenoj cijevi morska voda izgleda kao bezbojna i providna tečnost, a takav je i tanji sloj nezamućene vode. Da bi se izmjerila dubina prodiranja vidljive svjetlosti u okeanu, koristi se Sekijev kotur. Kotur nosi ime po pronalazaču, Anđelu Sekiju italijanskom astronomu koji je prvi koristio ovaj uređaj 1865.godine. On se sastoji od okruglog ravnog diska prečnika 30 cm, prikačenog na uže koje je podijeljeno na jednake dijelove, obično na po jedan m. Pošto se disk spusti u okean, dubina na kojoj se on može vidjeti poslednji put pokazuje providnost vode. Posmatrač treba da je u zaklonu od Sunca i da ploču ne posmatra sa visine veće od 3 do 4 m iznad morskog nivoa, jer je granica vidljivosti jasnija i dublja, što je posmatračevo oko bliže morskoj površini. U trenutku kad se ploča spusti toliko duboko da postane nevidljiva i kad se, pri dizanju, ponovo pojavi, odredi se dužina odmotane žice, a srednja vrijednost iz oba posmatranja daje dubinu providnosti. Mnogo je bolje da posmatrač gleda ploču kroz dvogled, koji je stavljen na kupaste cijevi, čiji je donji, najširi dio zatvoren staklom. Taj dio je zagnjuren u vodu i kretanja morske površine ne smetaju nimalo gledanju, koje je, inače, znatno otežano. Vremenom uveden je pojam relativne providnosti. Relativna providnost je vidljivost Sekijeve ploče ili bijelog koluta (diska) prečnika 30 cm na odgovarajućoj dubini. Sigurnije sredstvo za mjerenje providnosti je da se uzme izvjestan izvor svjetlosti, čija je jačina tačno poznata, što je slučaj kod električne lampe. Ona se u toku noći spušta sve do one dubine u kojoj potpuno nestane, ali se tu može razlikovati dubina nestanka svjetlosne tačke od dubine nestanka svjetlosti uopšte, druga je veća od prve. Istraživači Špindler i Vrangel su sa svjetiljkom jačine 8 svijeća na taj način odredili da na pučini istočne polovine Crnog mora, gdje je dno svugdje dublje od 2000 m, svjetlosna tačka nestane u dubinama od 29 do 40 m, a sama svjetlost od 43 do 77 m, dok su odgovarajuće vrijednosti u luci Batuma, sa mnogo plićim dnom, 1,8 i 13 m. Iz svih tih mjerenja ne se vidi do koje zapravo dubine prodire sunčeva svjetlost ili njegovi zraci raznih talasnih dužina. Eksperimenti sa pločama (ili raznim izvorima svjetlosti) pružaju samo podatke o relativno tankim vodenim slojevima, ispod kojih ti predmeti postaju za oko nevidljivi, i zbog svoje nesigurnosti nemaju veći značaj. Po mjerenjima se to dogodi u dubini od 380 do 500 m. U tim dubinama svjetlost je otprilike onoliko jaka kao u zvjezdanim noćima mladog mjeseca. Providnost mora zavisi, dakle, od više uslova, najprije od osvjetljenja na površini mora, od koeficijenta ekstinkcije, od stanja mora, od života u moru (plankton) i različitih dodatnih stvari (primjesa) organskog i anorganskog porijekla, ali i od promjena vremena u širokom rasponu hidrometeoroloških pojava, od vedrih i sunčanih do tmurnih i kišovitih dana. Obilje mikroorganizama u vodi i suspendovanih materijala povećavaju stepen apsorpcije svjetlosti, tako smanjujući dubinu prenosa vidljive svjetlosti u okeanu. U poslednjim decenijama na mnogim morima obavljena su proučavanja kada se došlo do jedinog zaključka da je providnost na raznim djelovima okeana i mora vrlo različita. Pojedina tropska i subtropska mora, kao što su Karipsko i Sredozemno more, odavno su poznata po kristalnoj bistrini svojih voda. Na pučini i uz obale Levantinskog mora voda je providna do 40 - 45 m, između Kipra i ušća Nila do 52 m, a bliže Siriji do 60 m. Jonsko je more takođe veoma bistro, jer su se ploče na pojedinim mjestima mogle opaziti do 54 m, na Egejskom moru, od Krita do Halkidike, do 50 metara, ali i blizu kopna do 40 i 33 m. Jadransko more je naročito na sjevernom dijelu, zbog malog saliniteta na pučini, manje providno, 30 do 45 m, uz obale još manje, a najprovidnije je oko najdubljih djelova, do 56 m, dok su se u Mramornom moru ploče opažale od 19 do 25 m dubine. Najbistrije je Sargaško more, na Atlantskom okeanu, gdje se bijela ploča sa prečnikom od 2 m na jednom mjestu mogla vidjeti do 58 m, a na drugom do 66,5 m dubine. Mnogo je manja providnost na morima i okeanima većih širina, kao i u neposrednoj blizini obala.U Kilskom zalivu se dubina providnosti mijenja od 4 do 16 m, pri tihom vremenu je veća nego pri burnom, dok na lagunamaVenecije ploče nestanu već u dubini od 2 m.
U vodama polarnih mora ima u većim količinama planktona - sićušnih čestica, (fitoplankton i zooplankton) zbog kojih morska voda dobija zelenkastu boju uz smanjenje providnosti za 8 do 10 m.Sljedećim činjenicama se može objasniti zašto je u hladnijim morima providnost manja nego u toplijim. Prije svega, morska voda ima čudnovatu molekularnu osobinu da sama sebe pročišćava. Voda u kratkom vremenu izluči suspendovane mineralne čestice kao čvrst talog, dok se u destilovanoj vodi održavaju danima u lebdjenju. Osim toga, dokazano je da je lučenje brže što je voda toplija i to je razlog što tropska mora sa vrlo toplim površinskim slojevima vode imaju veću bistrinu. Dalji uzrok manjoj providnosti hladnijih mora je što su mnogo bogatija u lebdećim organizmima, a s druge strane sporije se samoprečišćavaju zbog nižih temperatura, pa prema tome i veće su gustine. Toplija su mora siromašnija u lebdećim, mikroskopskim malim bićima površinskih slojeva, naročito Levantinsko i Sargasko more, i tu nema zamućenosti, koja bi preko normalne mjere upijala svjetlosne zrake.
U njima se apsorbuje polovina svjetlosti već u prvom metru dubine i providnost je zato smanjena. Providnost se obično smanjuje od ekvatorijalnih mora (60-40 m) prema morima polarnih krajeva sjeverne i južne hemisfere (20-5 m), medjutim, ima izuzetaka. Na primjer u Barencovom moru uz obale Murmanska providnost je u rano proljeće izmjerena do 45 m. Sredozemno more (60 m) i Jadran (56 m) imaju takođe veliku providnost. Kad je morska voda opterećena primjesama, kao što su nafta, otpadne vode iz industrijskih postrojenja ili domaćinstava, providnost je ograničena na samo neki metar. Topla i slanija mora imaju veću providnost od hladnijih jer su siromašnija planktonom. Pučinski otvoreni dio mora upija manje svjetlosti i ima veću providnost od obalskih mora, koja su izloženija zagađenju s kopna i uticaju nanosa rijeka. U plitkim morima se apsorbuje polovina svijetla već u prvom metru dubine i providnost je zato znatno smanjena. Utvrđeno je da je providnost mnogo veća ukoliko se more posmatra sa veće visine nego iznad same morske površine, ovo je potvrđeno i za vrijeme rata, gdje su se avioni pokazali kao najbolje sredstvo za pronalazak podmornica.
Objavljen: Doderović, M., Ivanović, Z. (2008). Okeanografija-Geografski aspekti. Nikšić: Geografski institut Filozofskog fakulteta, 81-87.
