Suyun Rengi Ne Renk; Kristal kadar berrak yağmur damlaları, turkuaz rengi okyanuslar ya da pembe göller… Hepsi sudan meydana gelmelerine rağmen renkleri farklı. Çünkü suyun rengini su moleküllerinin ışıkla etkileşiminin yanı sıra suyun içinde çözünmüş ya da asılı halde bulunan başka maddeler de etkiler. Peki, saf suyun rengi var mı?
Bir yağmur damlası tamamen şeffaf görünür. Ancak kalın bir buz tabakasına baktığımızda mavi tonlarda olduğunu fark ederiz. Su kütlesinin derinliği arttıkça mavi renk belirginleşir.
Su molekülleri ışıkla etkileştiğinde ışık tayfının görünür bölgesindeki kırmızı dalga boyundaki (~700 nm) ışınları soğurur. Suyun renginin mavi tonlarda olmasının sebebi budur.
Ancak suyun renkli görünmesini sağlayan mekanizma, renkli görünen başka maddelerde olduğundan biraz farklı.
Bir maddeyi renkli görmemizin nedeni yaydığı, soğurduğu ya da yansıttığı ışınların dalga boyuyla ilişkilidir. Bir madde belli bir dalga boyundaki ışığı soğurduğunda elektronları uyarılarak daha yüksek enerji seviyelerine geçer, yani soğurulan ışık elektron geçişine neden olur. Su molekülünde elektron geçişine neden olan ışınlar morötesi dalga boyundadır.
Su molekülleri kırmızı dalga boyundaki ışınları soğurduğunda, su moleküllerinin titreşim enerjisi seviyelerinde değişim olur. Suyun mavi tonlarda görülmesinin nedeni bu değişimdir. Başka birçok maddede görünür ışığın dalga boyundan daha uzun dalga boylarındaki ışınlar titreşim enerjisi seviyelerinde değişime yol açar.
Deniz Suyuna Rengi Veren Nedir? Suyun Rengi Nasıl Oluşur? Suyun Rengi Ne Renk?
Okyanus, deniz ve göl suyunun rengi neden mavi, lacivert, yeşil, turkuaz, kırmızı?
Okyanus Suyunun Renkleri
Işığın nesnelere çarparak gözümüze yansımasıyla oluşan farklılıklara ‘’renk’’ diyoruz. Suyun ne renk olduğu sorulduğunda genellikle şeffaf ya da saydam deriz. Su şeffaf ve saydam ise okyanus, deniz ve göller neden mavi? Bildiğimiz, gökyüzünün okyanus ve deniz üstüne yansımasından mavi renkli olduğudur. Ancak bu doğru değildir.
Denizlerin ve okyanusların rengi yere ve zamana göre değişir; kimi zaman turkuaz, kimi zaman açık yeşil, lacivert, mavi, gri ve hatta kahverengi bile olabilir.
Oysa denizin mavi olduğunu öğrenerek büyürüz. Peki neden değişkendir bu renk? Bunda fizik ve biyolojinin etkili olduğu biliniyor.
Saf su renksizdir. Fakat derin suda ışık deniz tabanından ansımadığı için koyu mavi bir renk alır. Bunun ardında temel fizik nedenleri vardır.
İnsan gözü 380-700 nanometre arası dalga boyundaki elektromanyetik ışınımı algılayabiliyor. Bu aralıktaki farklı dalga boyları gökkuşağında gördüğümüz farklı renklere tekabül ediyor.
Okyanus, Deniz ve Göllere Rengini Veren Nedir?
Okyanus ve denizlerin rengi yere ve zamana göre değişir. Kimi zaman turkuaz, kimi zaman açık yeşil, lacivert, mavi, gri ve hatta kahverengi bile olabilir. Oysa denizin mavi olduğunu öğrenerek büyürüz. Suyun renginin farklı görünmesinin 3 nedeni vardır. Fiziksel, biyolojik ve jeokimyasal.
What Gives Color to Oceans, Seas and Lakes?
Suyun Rengi Fiziksel nedenler
Saf su renksizdir. Fakat derin suda ışık deniz tabanından yansımadığı için koyu mavi bir renk alır. Bunun ardında temel fizik nedenleri vardır. İnsan gözü 380-700 nanometre arası dalga boyundaki elektromanyetik ışınımı algılayabiliyor. Bu aralıktaki farklı dalga boyları gökkuşağında gördüğümüz farklı renklere karşılık geliyor. Su molekülleri uzun dalga halinde gelen kırmızı, turuncu, sarı ve yeşil ışığı daha iyi emiyor. Mavi ise daha kısa dalga boyuna sahip olduğu için kalıyor.
Yani mavi ışığın emilme olasılığı daha az olduğu için daha derinlere inip derin suların mavi görünmesine neden oluyor. Fakat suyun saflığı her yerde aynı değil. İçindeki parçacıklar ışığın daha da dağılmasına neden oluyor. Nehirlerden denize taşınan ya da rüzgâr ve dalgalarla deniz dibinden yükselen kum ve balçık sahildeki suyun rengini etkiler. Ayrıca su içinde çürüyen bitkiler suyun yeşil, sarı ve kahverengi görünmesine neden olur. Bakır elementi suya mavi, alevimsi, kireçtaşı, kil kırıntısında ise turkuaz renge dönüşmektedir.
Suyun Rengi Biyolojik Nedenler
Aslında denizin rengi üzerinde en büyük etkiyi bitki planktonu adı verilen minik organizmalar yaratıyor. İğne ucu büyüklüğündeki bu tek hücreli su yosunları, güneşten enerji elde etmek için yeşil klorofil pigmentlerini kullanıyor. Suyu ve karbondioksiti vücutlarını oluşturan organik bileşimlere dönüştürüyor. Soluduğumuz oksijenin yarısını işte su yosunlarının bu fotosentezi yoluyla elde ediyoruz. Bitki planktonları, gözle görülebilen ışık tayfının kırmızı ve mavi kısımlarındaki elektromanyetik ışınımı emer. Fakat yeşili yansıtır. Bu organizmaların yoğun olduğu denizlerin daha yeşil görünmesinin nedeni budur.
Bazı göllerde, Tuz Gölü’nde her yıl Temmuz-Ağustos aylarında görüldüğü gibi, Yağış miktarı ile tuzluluk oranı düştüğünde ‘’Dunaliella salina’’ adındaki canlı kendini korumak amacıyla ‘’beta karoten’’ i sentezliyor ve doğal bir şekilde kırmızı formu alıyor. Dunaliella salinaların çok olduğu bölge kırmızı görünüyor. Oksijenden yoksun bazı göllerde de “Chromatiaceae” adında bir bakteri, “Kükürtlü kızıl bakteri” diye de bilinen canlının su birikintilerinde ortaya çıktığı ve suya kırmızı renk verdiği bilinmektedir. Aşırı tuzlu göllerde Arkea ve alg bakterileri suya pembe renk verirler.
Suyun Renngi Jeokimyasal Nedenler
Bazı kayaç ve maden cevherleri içindeki pirit, markazit, kalkopirit gibi sülfürlü minerallerin yol açtığı asit kaya ve asit maden drenajı dediğimiz, bazı göller ve terk edilmiş maden ocağı göletlerinde sülfürik asite ve daha sonra kırmızı renkli görünen demir sülfat-jarosit oluşumuna yol açar
Kısa Dalga Mavi Olan Suyun Rengi
Su molekülleri uzun dalga halinde gelen kırmızı, turuncu, sarı ve yeşil ışığı daha iyi emiyor. Mavi ise daha kısa dalga boyuna sahip olduğu için kalıyor. Yani mavi ışığın emilme olasılığı daha az olduğu için daha derinlere inip derin suların mavi görünmesine neden oluyor.
Kısa dalgada ışık daha dağınık olup farklı yönlere sapabiliyor. Böylece sudan gözlerimize doğru geri tepip denizin mavi görünmesini sağlıyor.
Fakat suyun saflığı her yerde aynı değil. İçindeki parçacıklar ışığın daha da dağılmasına neden oluyor. Nehirlerden denize taşınan veya rüzgâr ve dalgalarla deniz dibinden yükselen kum ve balçık sahildeki suyun rengini etkiler. Ayrıca su içinde çürüyen bitkiler yeşil, sarı ve kahverengi gibi renkleri de ekleyerek tabloyu daha da karmaşık hale getiriyor.
Bu işin fizik yanı; bir de biyolojik yanı var. Aslında deniz rengi üzerinde en büyük etkiyi bitki planktonu adı verilen minik organizmalar yaratıyor.
İğne ucu büyüklüğündeki bu tek hücreli su yosunları, güneşten enerji elde etmek için yeşil klorofil pigmentlerini kullanıyor ve suyu ve karbondioksiti vücutlarını oluşturan organik bileşimlere dönüştürüyor. Soluduğumuz oksijenin yarısını işte su yosunlarının bu fotosentezi yoluyla elde ediyoruz.
Bitki planktonları, gözle görülebilen ışık spektrumunun kırmızı ve mavi kısımlarındaki elektromanyetik ışınımı emer, ama yeşili yansıtır. Bu organizmaların yoğun olduğu denizlerin daha yeşil görünmesinin nedeni budur.
Kızıl Gelgit
Bilim insanları okyanusların rengini 1978’den bu yana uydular aracılığıyla gözlemliyor. Bu çalışmaların ürünü olan fotoğraflar oldukça çarpıcı ve okyanuslarda helezonlar halindeki mavi ve yeşil renkleri sergiliyor. Bu fotoğraflar, okyanuslardaki kirlilik ve su bitkisi dağılımını gözlemek açısından önemli veriler sunuyor.
Su bitkileri, sıcaklık ve besin seviyesi gibi çevredeki en ufak değişikliklere hızla çoğalarak yanıt verebiliyor. Öyle ki sayıları bir günde iki katına çıkabiliyor.
Denizlerdeki beslenme zincirinin en altında yer alan bu canlıların sayısının artması tüm ekosistem açısından önemli sonuçlar doğuran etkilerde bulunuyor. Su bitkileri nüfusunun ve dağılımının değişmesi bilim insanları için de çevresel uyarılar içerir aslında. Bu canlılar ne kadar geniş alanlarda varlık gösteriyorsa atmosferden de o kadar fazla karbondioksit emiliyor demektir.
Karbondioksit ise en önemli sera gazıdır ve ne kadar çok su bitkileri sayesinde organik maddeye dönüşüp onlar öldüğünde de okyanus dibini boylarsa küresel ısınma tehlikesi de o kadar azalacaktır.
Okyanus renklerindeki değişim, ‘kızıl gelgit’ olarak da bilinen zararlı su yosunu çiçeklerine de işaret ediyor olabilir.
Bazı planktonlar balıkların, kuşların ve memelilerin ölmesine insanların da hastalanmasına yol açan toksinler üretebiliyor.
Uydularla İzlemek
Peki araştırmacılar deniz ve okyanusların renk değişimlerini nasıl gözlemliyor?
Bu gözlemler, sudan yansıyan görünür ışığın yoğunluğunu ölçen uydular yoluyla yapılıyor. Güneş ışınlarının büyük bölümü deniz yüzeyine ulaşıncaya kadar havadaki parçacıklar nedeniyle dağılıyor. Geri kalanı ise suda emiliyor ya da dağılıyor. Fakat yüzde 10’luk bir kısmı sudan geri atmosfere dağılıyor. İşte uydular bu ışıktaki yeşil ve mavi spektrum oranını ölçüyor. Bu veriler bilgisayara yüklenerek su altında ne kadar klorofil olduğu tespit edilmeye çalışılıyor.
1998-2012 yılları arasında okyanuslardaki klorofil seviyesinin nasıl değiştiğine dair yayımlanan bir araştırmada, dünya çapında belirgin bir eğilim görülmediği, fakat kuzey yarıküredeki bazı okyanuslarda klorofil seviyesinin düştüğü, güneyde ise arttığı ortaya çıktı.
Bazıları bu verileri, deniz suyu sıcaklığındaki artış nedeniyle “okyanus çöllerinin genişlemesi olarak yorumluyor. Bazıları ise su bitkileri nüfusundaki azalmayı küresel ısınmaya bağlayacak yeterli veri olmadığını, 15 yılda bir bu bitkilerde doğal bir dalgalanma görülebildiğini belirtiyor. Bu değişikliklerin uydular vasıtasıyla 40 yıl süreyle izlenmesi sonucu okyanuslardaki bitki örtüsü üzerinde küresel ısınmanın herhangi bir etkisi olup olmadığının tespit edilebileceği ileri sürülüyor.
İçme Suyunun Rengi
İçme suyunun fiziksel özelliklerinden olan sıcaklık, bulanıklık, koku ve tadı yanında bir de suyun rengi önemlidir. İçme suyu renksiz, saydam, kokusuz ve tadı hoş olmalıdır. İçme ve kullanma sularındaki renk farklılığı; sudaki askıda inorganik maddeler ile yapraklar, kozalaklı ağaç meyveleri, ağaç ve sebze artıkları gibi organik maddelerin suyla temasında çözünmeleriyle oluşur. Dere, çay, nehir ve göllerdeki renk değişikliğinin en büyük nedenleri arasında madencilik atıkları, jeotermal akışkanlar, sanayi atıkları, kimyasallar, petrol türevleri, gübreleme, çöp atıkları, lağımlar, amaçsızlaştırma, erozyon gibi insan kaynaklı etkileri sayılabilir.
İçme Suyunda Renk Yapan Maddeler ve Renkleri
- Hümik asit: Kahverengi-siyah renk
- Fülvik asit: Sarı-kahverengi
- Toplam çözünmüş madde: Gri
- Alüminyum: Mavimsi, süt rengi
- Asit kaya drenajı: Kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, siyah, kahverengi
- Bakır: >4-5 mg/l mavi/mavi-yeşil renk
- Demir: Kırmızı-kahverengi, pas rengi
- Mangan: Gri-siyah/siyah-kahverengi
- Mikroorganizmalar, algler: Yeşil, kırmızı, turuncu, pembe renk
- Asit maden drenajı: Kırmızı, turuncu, sarı kahverengi
Su Neden Renksizdir?
Süt beyazdır. Limonata sarı. Portakal suyu turuncudur. İçtiğiniz veya yediğiniz hemen hemen her şeyin bir rengi vardır. Öyleyse neden suya bir nitelik ekleyemezsiniz? Su neden renksizdir? Hiç merak ettiniz mi?
İşte nedeni. Beyaz ışığın birkaç renkten oluştuğunu zaten bilmelisiniz. Katı veya sıvı olan her şey küçük parçacıklardan oluşur. Şimdi bu parçacıkların üzerine ışık düştüğünde, ışıktan bazı renkleri emer ve diğer bir renk emilmez. Bu renk parçacıklardan geri yansır ve gözlerimize ulaşan renktir. Bu nedenle herhangi bir şey, geri yansıyan ve gözlerimize ulaşan renkte görünür. Örneğin portakal suyuna baktığınızda, portakal rengi dışındaki tüm renkler soğurulur. Turuncu renk geri yansır ve gözümüze ulaşır ve bu nedenle meyve suyu turuncu görünür.
Su ise renkleri bir arada yansıttığı için renksiz görünür.
Laboratuvar ölçümleri suyun bir rengi olduğunu gösteriyor: soluk mavi. Denizin mavi rengi göz önüne alındığında, bu biraz şaşırtıcı gelebilir. Ancak suyun özellikleri konusunda uzman olan Dr. Martin Chaplin’e göre renginin belirli bir nedeni var.
Kökenleri, H20 molekülünün gelen ışıkla etkileşime girme biçiminde yatmaktadır. Molekülün iki hidrojen atomu, oksijen atomu ile ortada birleştirilmiş yay benzeri iki ‘bacağın’ ucunda bulunur. Ortaya çıkan V şeklindeki kombinasyon, farklı ışık dalga boylarını temizleyerek çeşitli şekillerde titreşebilir. Ancak daha uzun, daha kırmızı dalga boylarını absorbe ederken, daha kısa, daha mavi dalga boylarını oldukça dokunulmadan bırakmada özellikle etkilidir. Sonuç soluk mavi bir renktir.
Chaplin’e göre, bu soğurma denizin rengine katkıda bulunurken, çalışmada da saçılma var. Su, daha kısa dalga boylarını daha etkili bir şekilde dağıtır ve güneş ışığının mavi bileşeninin daha fazlasının gözlerimize ulaşmasına neden olur.
Suyun Rengi Neden Beyaz Olur?
İçeceklerimizi serinleten buzları buzluktan ilk çıkardığınızda hiç incelediyseniz, içlerinin genellikle bir kısmının bembeyaz olduğunu, geriye kalan kısmınınsa giderek şeffaflaşan bir desende beyaz rengin tamamen kaybolduğunu görmüşsünüzdür. Peki buzun bir kısmının beyaz olmasının sebebi nedir? Bu noktada ne olmaktadır ki buz, normalde suyun renksiz olmasına rağmen renk kazanmaktadır?
Buzun bazı kısımlarına beyaz rengi veren, buz içerisine hapsolmuş aşırı küçük hava baloncuklarıdır. Atmosferimizin %21 civarı oksijen olduğu için, içtiğimiz suların ve musluk sularının bir kısmı kaçınılmaz olarak “oksijenlenmiş” olacaktır (eğer ki fabrika üretimi değilse). Çünkü oksijen gazı, suyla temas ettiği noktada suyun içine difüzyon yoluyla geçerek onu oksijenlendirir. Balıkların su içerisinde nefes alabilmesinin tek yolu budur! Hatta bu oksijenlenme miktarı, bilim insanları tarafından bir doğal yaşam alanının sağlıklılık oranını belirlemek için kıstas olarak kullanılabilmektedir.
Musluktan akan suyla doldurduğunuz buz kapları içerisinde buz donarken su, “buz” dediğimiz katı suyun kristalize yapısını edinmeye başlar. Bu kristalizasyon süreci sırasında suyun içerisine hapsolmuş olan oksijen ve diğer gazlar, katılaşanın sürdüğü kristalizasyon noktalarından, sıvı olan bölgelere doğru itilmeye başlar. Bir buz küpünün donmasını hızlandırılmış çekimde izlediyseniz, suyun ilk donan kısımlarının en dış kısımları olduğunu, en son donan kısımlarınsa en iç kısımlar olduğunu görmüşsünüzdür.
Örneğin bu nedenle göller yüzeyden donmaya başlar; ancak ilk oluşan buz tabakasının altında hala su bulunmaktadır. Zaten bu sayede çok soğuk ortamlarda bile sucul canlılar hayatta kalmayı sürdürebilir. Eğer ki buz tabandan tavana doğru donacak olsaydı, soğuk bir kış günü kısa sürede bütün su canlılığı ölürdü.
Buna benzer bir şekilde, buz kabının içerisindeki sular da yüzeyden tabana doğru donar. Buna bağlı olarak da buz kabıyla temas eden en alçak noktalar beyazımsıdır. Bu beyazımsılık, su içerisine hapsolmuş gazın en son bulunduğu bölgedir. En son donacak olan bu bölgelerde hapsolan gaz, ufak baloncuklar oluşturur. Donma işlemi boyunca su yüzeyden buz kabının tabanına doğru donduğu için, gaz da en son dipte birikmiş olacaktır.
Tabi isterseniz, bu beyazlıktan tamamen kurtulmanız mümkündür. Bunun yolu, suyu deoksijenize etmektir (oksijenden arındırma). Bu da oldukça basit bir işlemdir: Suyun gaz çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır. Dolayısıyla suyu kaynatacak olursanız, içerisindeki oksijenin dikkate değer bir bölümünden kurtulmanız mümkündür. Sonrasında soğumaya bıraktığınız suyu hızla donduracak olursanız, elde edeceğiniz buz tamamen şeffaf olacaktır. Bu durum, görselde gösterilmektedir.
