Buzz
1. Nguyên nhân nào khiến nước biển có màu xanh và vị mặn?
Biển đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và an ninh của các quốc gia ven biển cũng như toàn thế giới. Nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ đã tận dụng lợi thế về biển để đạt được mức độ phát triển kinh tế cao. Vậy, tại sao nước biển lại có màu xanh và vị mặn?
1.1. Tại sao nước biển lại có vị mặn?
1.1.1. Giả thuyết 1
Khoảng 4 tỷ năm trước, nước biển không chỉ có vị mặn mà còn rất chua do chứa nhiều axit. Các axit này đã tấn công vào đá núi lửa nguyên thủy, làm muối trong đá bị cuốn theo nước và tích tụ trong các đại dương. Hiện tại, nước biển bao phủ 71% diện tích trái đất, với khoảng 35 gam muối trong mỗi lít nước biển. Độ mặn của nước biển không đồng đều trên toàn cầu. Mặc dù phần lớn có độ mặn từ 3,1 đến 3,8 phần nghìn, nước biển có thể trở nên nhạt hơn khi pha trộn với nước ngọt từ sông hoặc sông băng tan chảy. Nơi có độ mặn thấp nhất là vịnh Phần Lan thuộc biển Baltic, trong khi biển Đỏ (Hồng Hải) có độ mặn cao nhất do nhiệt độ cao và sự hạn chế tuần hoàn nước bề mặt, cộng thêm ít nước từ sông và lượng mưa nhỏ. Biển chết, một biển nội địa, cũng có độ mặn rất cao. Thành phần chính của nước biển bao gồm:
- Oxy: 85,84%
- Hidro: 10,82%
- Clo: 1,94%
- Natri: 1,08%
- Magie: 0,1292%
- Lưu huỳnh: 0,091%
- Canxi: 0,04%
- Kali: 0,04%
- Brom: 0,0067%
- Cacbon: 0,0028%
Đây là lý do giải thích tại sao nước biển lại có vị mặn.
1.1.2. Giả thuyết 2
Ngoài lý do đã nêu, nước biển có vị mặn do chứa một lượng muối khổng lồ. Trung bình, các đại dương trên Trái Đất có khoảng 3,5% muối, tương đương với khoảng 50 triệu tỷ tấn muối. Nếu phân bố toàn bộ lượng muối này trên đất liền, nó có thể tạo thành một lớp dày khoảng 152 mét.
Làm thế nào mà khối lượng muối khổng lồ này lại có mặt trong đại dương? Theo nghiên cứu, một phần muối có nguồn gốc từ đá và trầm tích dưới đáy biển, trong khi phần khác thoát ra từ các miệng phun lửa sâu dưới đáy biển. Tuy nhiên, phần lớn muối trong đại dương lại đến từ đất liền xung quanh.
Nước mưa hòa tan các khoáng chất và muối từ đất khô, rồi cuốn chúng ra sông. Tuy nhiên, lượng muối trong các con sông rất nhỏ, chỉ bằng chưa đến 1/2000 lượng NaCl có trong nước biển. Mặc dù vậy, muối này vẫn tích tụ và cuối cùng được đưa vào đại dương khi nước sông chảy ra biển.
Điều quan trọng là, muối được cô đặc trong đại dương do sự bốc hơi nước mặt, nhờ sức nóng của mặt trời, để lại muối phía sau. Mỗi năm, khoảng 4 tỷ tấn muối từ các dòng sông thâm nhập vào đại dương. Do đó, đại dương ngày càng mặn hơn so với thời kỳ đầu. Tuy nhiên, lượng muối mới thêm vào từ sông thường được cân bằng bởi lượng muối tích tụ dưới đáy biển.
Độ mặn của nước biển không đồng đều trên toàn cầu. Ở các vùng cực, nước biển ít mặn hơn vì băng tan làm loãng nước biển. Ngược lại, ở các vùng nhiệt đới quanh xích đạo, nhiệt độ cao khiến lượng nước bốc hơi nhiều hơn lượng mưa, làm nước biển trở nên mặn hơn.
Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy sự khác biệt về độ mặn của nước biển trên toàn cầu đang gia tăng. Ví dụ, khi nhiệt độ nước biển tăng, một phần của Đại Tây Dương có xu hướng bốc hơi nhanh hơn, làm tăng độ mặn của nước biển. Mặc dù hiện tượng này có vẻ không quan trọng, nhưng khi muối trong đại dương gia tăng, nước biển càng trở nên mặn hơn và làm chậm quá trình hải lưu, ảnh hưởng đến sự lưu thông của các chất dinh dưỡng thiết yếu trong đại dương.
1.2. Tại sao nước biển có màu xanh?
Ánh sáng mặt trời, hay còn gọi là ánh sáng trắng, bao gồm nhiều màu sắc đơn sắc, từ đỏ đến tím: cam, đỏ, vàng, lục, lam, chàm, tím. Những màu sắc này được chia thành gam màu nóng và lạnh. Các màu sắc ánh sáng không truyền đi giống nhau trong nước. Các màu nóng như đỏ và cam có thể xuyên qua một vật cản và chiếu sáng xuống dưới, nhưng chúng nhanh chóng bị nước biển và sinh vật biển hấp thụ. Trong khi đó, ánh sáng có sóng ngắn như lam và tím, dù cũng bị hấp thụ một phần, nhưng chủ yếu bị tán xạ hoặc phản xạ trở lại khi gặp nước biển. Cụ thể:
- Màu đỏ dừng lại ở độ sâu 4m
- Màu vàng ở độ sâu 10m
- Màu xanh có thể xuyên qua đến độ sâu 100m.
Không có màu nào còn lại ở độ sâu từ 200 m đến 300 m; khi vượt qua ngưỡng này, chỉ còn lại màu đen. Do đó, nước biển thường có màu xanh. Ở những khu vực có nước biển sâu hơn, ánh sáng bị tán xạ nhiều hơn, làm cho nước biển có màu xanh ngọc tuyệt đẹp.
- Trái Đất còn có các biển như biển Đỏ và biển Đen. Biển Đỏ có màu sắc đặc biệt nhờ loại rong màu đỏ phát triển mạnh ở khu vực đó, trong khi biển Đen có màu sậm do nước chứa nhiều H2S, khiến nước biển trở nên tối màu từ độ sâu khoảng 100 m trở xuống.
1.3. Tại sao không thể uống nước biển?
Như đã đề cập trước đó, mặc dù nước chiếm 71% bề mặt Trái Đất, chỉ có 3,5% là nước ngọt có thể uống được, còn lại hơn 96% là nước biển - quá mặn để con người có thể tiêu thụ. Nước biển mặn không chỉ không làm dịu cơn khát mà còn có thể gây tử vong nếu uống quá nhiều do mất nước.
Hầu hết các loài động vật đều có thận để lọc tạp chất từ nước. Khi uống nước muối, cơ thể bạn sẽ hấp thụ nhiều muối, và thận cần phải loại bỏ lượng muối dư thừa qua nước tiểu. Theo NOAA, thận chỉ có thể tạo ra nước tiểu loãng hơn máu và nước tiểu chứa gấp 3 lần lượng muối so với máu. Điều này có nghĩa là, mỗi cốc nước muối bạn uống cần phải đi kèm với lượng nước thêm để thận có thể thải hết lượng muối.
2. Tại sao sóng biển lại có màu trắng?
Để dễ hình dung, hãy tưởng tượng một chiếc cốc thủy tinh bị vỡ. Khi bạn cầm những mảnh vụn lên, chúng sẽ trong suốt. Nhưng khi gom lại, chúng ta thấy một màu trắng xóa. Mảnh thủy tinh càng vụn thì càng tạo ra một màu trắng giống như tuyết.
Thủy tinh có khả năng xuyên thấu ánh sáng mặt trời và cũng có thể phản xạ lại ánh sáng. Khi thủy tinh được chất đống, ánh sáng sẽ chiếu qua, và bên cạnh phản xạ còn có hiện tượng khúc xạ, khiến tia sáng bị tán xạ theo nhiều hướng khác nhau. Mắt chúng ta cảm nhận được màu trắng khi ánh sáng này trải qua nhiều lần khúc xạ.
Sóng biển cũng hoạt động theo cách tương tự. Chúng như những mảnh vụn thủy tinh, làm cho ánh sáng bị khuếch tán và tạo ra màu trắng khi ta nhìn vào chúng.
