Por que a água é azul

Quando estamos na praia e começamos a caminhar na água conseguimos ver tudo, pois a água é transparente. Porém, quando estamos em alto mar não vemos nada, pois a água torna-se azul escura e deixamos de ver o fundo.

Mas afinal por que razão isto acontece? A explicação é-nos dada num artigo do jornal catalão La Vanguardia.

A causa para esta diferença está na luz e na forma como os nossos olhos a percecionam. A luz que nos chega do sol é branca, embora seja composta pela cores violeta, azul, roxo, verde, laranja e amarelo.

Mas ao penetrar na água, uma parte da luz é absorvida, em especial a parte onde estão as cores violeta, roxo e laranja. Em contrapartida, o verde e o azul não são absorvidos e, por isso, continuam a penetrar a água.

Esta é então a razão para a água do mar ser azul e em certos locais verde, pois são estas as cores que não são absorvidas pela água e, por isso, continuam a atravessá-la.

Claro que existem outros fatores que condicionam a cor da água do mar, como as plantas marítimas ou as descargas poluentes.

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Com certeza você já parou e ficou observando a água da sua piscina. Também deve ter reparado que tem dias que ela parece um azul turquesa e em outros tem um tom mais esverdeado.

Isso desperta a curiosidade das crianças e até os pensamentos mais elaborados dos adultos. Mas, a resposta é muito mais simples do que imagina.

Você já deve ter escutado histórias de que o azul da água é o reflexo da cor do céu. Mas será?

Nada disso. O azul das águas está relacionado as características das moléculas de H2O e a cor que vemos refletida nada mais é do que o encontro da luz com a água, ou seja, o reflexo dos raios de luz sobre ela.

São duas as variáveis que influenciam na intensidade da cor: a opacidade do objeto e a quantidade de luz.

Um objeto na água possui opacidade nula. Logo, se sua piscina tem um fundo branco, por exemplo, ela irá refletir toda a luz que incide sobre ele. Isso porque a luz branca é constituída por um espectro de todas as cores, como no arco íris.

As moléculas tendem a absorver mais as cores como o vermelho e o laranja, e refletem com maior facilidade tons azuis e esverdeados. Quando olhamos para um objeto e o vemos azul, na verdade estamos vendo a cor azul do espectro de luz refletida do objeto.

Vários outros fatores podem influenciar na cor da água, entre eles a presença de algas e detritos que se acumulam no sistema de limpeza. Por isso é tão importante manter sua piscina sempre bem cuidada.

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A água não é capaz de emitir luz visível. Assim como diversas substâncias e corpos ao nosso redor, como o ar, as paredes, as nuvens, as árvores, entre outros, ela somente reflete a luz que incide sobre ela, portanto, dizemos que a água é uma fonte secundária de luz.

Também chamados de corpos iluminados, as fontes secundárias de luz possuem sua cor definida pela luz que as ilumina, e a água não é uma exceção. O tom azulado da água surge em razão de sua capacidade de absorver a porção da luz correspondente aos maiores comprimentos de onda do espectro visível: as cores “quentes”, como o vermelho, amarelo e laranja. Chamamos de espectro visível todas as cores que podemos enxergar.

Veja também: Cinco curiosidades sobre as cores

A luz solar é policromática, ou seja, nela podemos encontrar todos os comprimentos de onda correspondentes à luz visível, compreendidos entre o vermelho e o violeta. Quando a luz visível percorre grandes profundidades de água, a absorção pelo meio aquoso torna-se expressiva, e os outros comprimentos de onda, como o azul e o violeta, são refletidos pelas moléculas de água em um processo chamado de espalhamento. Uma consequência natural disso é que, quando olhamos para a água em um copo de vidro, ela nos parece quase transparente. Quanto maior a profundidade da água, mais luz ela absorverá. Águas rasas, portanto, tendem a ser mais transparentes.

A absorção da luz pela água depende do comprimento de onda da luz. Em água pura, por exemplo, a luz vermelha consegue chegar a profundidades de até 15 m; a luz amarela, até 30 m; a luz laranja, por sua vez, percorre até 50 m antes de ser absorvida. A luz azul é aquela que consegue penetrar mais longe, iluminando até 100 m de profundidade. A partir dessa distância, por mais cristalina que seja a água, não veremos qualquer luz visível.

Outras cores para a água

Algumas impurezas, como micro-organismos e sais minerais, diluídas na água podem diminuir ainda mais a transmissão de luz. Essas impurezas também podem absorver a luz de forma diferente, alterando a tonalidade da água. Em regiões costeiras, por exemplo, é comum que a água do mar apresente tons esverdeados ou até mesmo marrons.

Outro fator interessante é que, quando agitada, a água tende a refletir mais luz. Isso ocorre porque a agitação da água favorece a diluição de gases atmosféricos em seu interior, formando pequenas bolhas. Essa diluição de gases diminui a absorção de luz pela água, tornando a reflexão da luz mais evidente. É por isso que as cristas das ondas apresentam tons claros, próximos ao branco. De forma similar, justifica-se a coloração branca do gelo. Quando a água inicia seu processo de fusão, o congelamento começa de fora para dentro, aprisionando moléculas de gás nas regiões centrais do gelo.

Por que o oceano é azul? As pessoas se perguntam isso há centenas de anos. Uma ideia é que ele reflete o céu. E é verdade. Visto da costa, pode parecer um azul profundo em um dia ensolarado. Ou cinza quando está tempestuoso. Ou até mesmo ficar rosa durante o nascer ou o pôr do sol. Mas se afundarmos abaixo da superfície, a cor azul permanecerá. Aqui, a água não está refletindo o céu. A tonalidade azul é criada pela própria água.

Mas o oceano pode ter muitas outras cores, dependendo das partículas na água, da profundidade da água e da quantidade de iluminação.

A luz solar contém todo o espectro de cores visíveis, do vermelho ao violeta e todo o arco-íris intermediário. Diferentes cores de luz têm diferentes comprimentos de onda.

A luz vermelha tem comprimentos de onda longos. Outras cores têm comprimentos de onda  mais curtos, sendo o azul e o violeta os mais curtos de todos.

Quando a luz brilha através da água, as cores com comprimentos de onda mais longos são absorvidas pela água primeiro.

Assim que chegamos a mais de alguns metros de profundidade, a maior parte do vermelho, e do laranja, desaparece completamente.

Outras coisas podem mudar a cor da água

A água também pode parecer verde – ou vermelha – em áreas com muito fitoplâncton. Essas minúsculas algas parecidas com plantas vivem perto da superfície, transformando a luz do sol em energia que alimenta o ecossistema do oceano. Eles contêm moléculas como a clorofila, que absorvem alguns comprimentos de onda da luz e refletem outros.

Em áreas rasas a cor muda

Lodo e areia podem ser arrastados da terra para o oceano. Ou ondas agitadas podem levantá-los do fundo do mar. Esses sedimentos refletem mais os comprimentos de onda mais longos da luz, tornando os tons da água marrons.

As áreas rasas com água limpa costumam ter uma aparência turquesa. Isso porque a luz atinge o fundo do oceano. Ela ricocheteia no fundo arenoso, o que torna a água um azul brilhante.

Áreas extremamente rasas ainda têm alguns dos comprimentos de onda verde da luz. Isso cria os tons de azul esverdeado que vemos em áreas ao redor de ilhas e recifes, como os do Mar do Caribe.

Mergulhando mais fundo

Conforme vamos cada vez mais fundo, eventualmente não há luz do sol. Como resultado, muitos organismos do fundo do mar são pretos ou vermelhos. Isso ocorre porque uma superfície vermelha absorve a luz azul, tornando esses animais efetivamente invisíveis sob a pequena quantidade de luz que é filtrada de cima.

Ao mesmo tempo, muitos organismos que vivem nas profundezas do oceano desenvolveram a capacidade de produzir sua própria luz. Isso é conhecido como bioluminescência. Os organismos o usam para se comunicar com outros animais, encontrar companheiros e caçar comida.

Assista ao vídeo e saiba mais

Imagem de abertura: USGS Multimedia Gallery.

Fontes: https://www.loc.gov/everyday-mysteries/physics/item/why-is-the-ocean-blue/; https://www.whoi.edu/why-is-the-ocean-blue/.

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