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王丟兜
“每當我凝視月球時,就覺得自己坐上了時間機器,又回到那珍貴的時刻,站在那不詳——而美麗——的寧靜海上,我能看到我們閃耀的藍色地球懸浮在黑暗的太空中?!薄推潯W爾德林火星是紅色行星;月球是灰灰的;土星閃著黃色而太陽是亮瞎眼的白色。但是我們地球,當從空間遠處看去,無論我們是僅僅從世界上飛起一丟丟,還是在低地球軌道上,亦或是抵達外太陽系遠處,它都閃耀著輝煌的藍色。
整個地球當然不是藍色的。云本身是白色的,它反射白色陽光至任何旁觀者。冰——?如地球兩極的冰帽——呈現(xiàn)白色也是因為同樣原因。類似地,大陸從很遠處看上去不是棕色就是綠色,取決于季節(jié)和地形的植物覆蓋度。
最后,地球的水體呈現(xiàn)的藍色色調(diào)根據(jù)水深而變化。如果你仔細看下圖所示的照片就會發(fā)現(xiàn),大陸周邊區(qū)域相比深海是更淺、更青色的藍色色調(diào)。
你可能聽說過大海呈藍色是因為天是藍的,水映照了天空。好,天是藍的,那是肯定的。而天空是藍色的,是因為我們大氣層能比紅光(波長較長)更有效的散射藍光(短波長)。這就是為什么:
■ 白天天空呈現(xiàn)藍色是由于射入大氣層的短波長光線在各個方向上散射,到達我們眼睛的“藍色” 比任何其他波長都更多。
■ 太陽和月亮在初升和降落時呈現(xiàn)紅色,是因為藍光在通過非常厚的大氣層時被散射掉,而紅色光被選擇性保留,進入我們的眼睛。
■ 為什么月全食期間月亮會呈紅色:穿過我們大氣層的紅光仍然會落在月球表面,而藍光則過于輕易地被散射掉了。
但如果海洋只是映射天空,我們就不會在更深的水域看到不同的深淺的藍色調(diào)。事實上,如果你在水下用自然光拍一張照片,不用任何人工光源,你就會注意到——那怕只是在中等深度——幾乎所有東西都是藍撲撲的。
事實上,海洋是由水分子構成的,而水就像所有分子一樣,優(yōu)先吸收某些波長的光。水最容易吸收的波長是紅外線、紫外線和紅光。這意味著如果你下潛到只是中等深度,你就不會感受到太多的太陽溫暖,你會受到紫外線保護,隨著紅光被吸收,東西會開始變藍。
再下潛一些,橙色也會消失。
過了這里,黃色,綠色和紫色開始被吸收。
當我們下潛到幾公里深,最終藍光也會消失,雖然它是最后才消失的。
這就是為什么最深的深海呈現(xiàn)出深暗藍色:因為所有其他波長都被吸收,而最深的藍色有最大概率被反射并重新發(fā)射回宇宙。這也是為什么如果地球全部是海洋,入射可見光就只有11%會反射回太空:海洋事實上相當擅長吸收陽光!
由于我們世界表面70%覆蓋著海洋,其中大部分是深海,從遠處看我們的世界果斷是藍色的。
而另一方面,天王星和海王星的大氣主要由氫、氦和甲烷構成。(海王星富含水冰,并具有更多樣的化合物,因此色調(diào)也不同。)
但是在籃星上?我們的大氣層過于稀薄,不足以為我們行星的顏色負責。天空和大海的藍色并不是由于反射;他們都是藍的,但都是出于自身的原因。如果你把我們的海洋完全移走,我們?nèi)匀挥兴{天,而如果你把我們的天空弄走(但仍然以某種方法給我們留下地表液態(tài)水),我們的行星仍然會呈藍色。
對于一個淡藍色小圓點來說,干得不錯。 |
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