Quante volte ci è capitato di andare al mare e domandarci "perché il mare è blu?".
Sembra una domanda banale, la cui risposta spesso è "perché riflette il colore del cielo", ma non è così.

A cosa è dovuto il colore del mare? Una questione di luce

Partiamo col dire che il mare è blu grazie alla luce del Sole.

La luce della nostra stella può essere vista come un insieme di onde elettromagnetiche che vanno dagli infrarossi agli ultravioletti, coprendo anche tutto lo spettro della luce visibile. La luce del Sole visibile, che chiamiamo "luce bianca", contiene al suo interno tutti i colori (come si può vedere dall'immagine qui sotto, che sicuramente vi farà ricordare i Pink Floyd). Quando noi vediamo un oggetto colorato vuol dire che quell'oggetto ha assorbito alcune lunghezze d'onda – che quindi non riusciamo a vedere – e il colore che percepiamo è quello di tutte le lunghezze d'onda che non sono state assorbite. L'assorbimento, in parole semplici, dipende dalla natura chimica dell'oggetto, in particolare dai suoi elettroni.

Le onde non-assorbite arrivano ai nostri occhi fondamentalmente in due modi: tramite riflessione e trasmissione. La riflessione si verifica con gli oggetti opachi, quando la lunghezza d'onda non assorbita viene deviata e raggiunge l'occhio dell'osservatore; la trasmissione riguarda invece gli oggetti trasparenti, che assorbono alcune lunghezze d'onda e si fanno attraversare da altre, assumendo il colore di queste ultime.

dispersione luce
in foto: Scomposizione della luce bianca nelle sue componenti.

Facciamo un esempio pratico per capire.

Prendiamo un maglione verde. Lo vediamo verde perché alcune lunghezze d'onda della luce, come quelle associate al rosso e al blu per esempio, vengono assorbite. Altre invece – in questo caso quelle associate al verde – non vengono assorbite e sono proprio quelle che danno il colore all'oggetto. Visto che il maglione è opaco, la luce arriva ai nostri occhi tramite riflessione.

Lo stesso fenomeno avviene con il mare. L'acqua infatti assorbe molto bene certe lunghezze d'onda – come ad esempio quelle del rosso, del verde e del giallo  – che vengono quindi "tolte di mezzo", impedendoci di vederle. Le lunghezze d'onda che restano – cioè quelle associate al blu – non vengono assorbite ma vengono fatte passare attraverso la colonna d'acqua, permettendoci di vedere il mare proprio di quel colore. Il mare è quindi blu perché quella particolare lunghezza d'onda è l'unica a essere trasmessa attraverso la massa d'acqua, mentre tutte le altre vengono assorbite.

Perché l'acqua non è sempre dello stesso colore?

Abbiamo visto perché il mare è blu. Ok. Ma allora perché se prendo un bicchiere e lo riempio di acqua marina, lo vedo trasparente e non blu?
Quello che vi abbiamo raccontato – quindi l'assorbimento dei colori tranne il blu – avviene se è presente abbastanza acqua, quindi se ci sono abbastanza molecole di H2O per assorbire tutta la luce. Nel caso del bicchiere, la quantità di acqua è troppo scarsa per riuscire ad assorbire in modo evidente le varie lunghezze d'onda associate ai colori, e quindi continuiamo a vederla trasparente (il discorso della quantità vale per l'acqua, ma non si applica automaticamente ad ogni altro materiale, dipende da caso a caso).

Ci sono però anche altri fattori che fanno variare il colore dell'acqua.
Prima di tutto consideriamo che, in realtà, il mare riflette un po' il colore del cielo, anche se solo in superficie: sicuramente in una giornata serena o in una nuvolosa la sua tinta cambierà leggermente.

Un altro fattore da considerare è la profondità del fondale. Se ci troviamo in mezzo all'oceano, la luce non riuscirà a penetrare per più di qualche centinaio di metri, quindi – in altre parole – non avremo alcun tipo di riflesso del fondale e vedremo l'acqua di un blu scuro e intenso. Se invece siamo vicini alla costa – magari in un'affascinante isola tropicale dalle bianche spiagge – vedremo l'acqua di un azzurro-turchese brillante dovuto in parte al riflesso del fondale marino. Altro fattore da non sottovalutare è la presenza di materiali nell'acqua: se ad esempio consideriamo il delta di un fiume, probabilmente le particelle di sabbia e argilla in sospensione daranno all'acqua un colore più torbido, tendente al marrone.

delta fiume giallo
in foto: Delta del Fiume Giallo (credit: NASA).

Cosa rende l'acqua verde?

Il fitoplancton – nonostante venga spesso dimenticato – è una delle creature più importanti per la produzione di ossigeno a livello globale. Questo organismo infatti è in grado di attuare la fotosintesi – come le piante –  e proprio la clorofilla è in grado di variare l'assorbimento della luce da parte dell'acqua. Questa sostanza assorbe molto bene il blu e il rosso, provocando di conseguenza una riflessione del verde. In pratica, dove c'è acqua con fitoplancton, il suo colore sarà più tendente al verde che al blu.

Quest'informazione apparentemente inutile è in realtà estremamente importante: studiare il colore dell'oceano permette agli scienziati di valutare la distribuzione e la posizione di fitoplancton a livello mondiale. Ricordiamo che questo piccolo esserino si nutre di CO2 e produce quasi metà dell'ossigeno che respiriamo. Quindi, per quanto piccolo, è uno dei nostri più grandi alleati nella lotta al cambiamento climatico.

fitoplancton
in foto: Fitoplancton lungo le coste baltiche (credit: NASA).
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Redazione