امتصاص أجزاء ضوء الشمس المختلفة في الماء

• يمتص الماء كل طاقة الأشعة تحت الحمراء تقريبًا عند عمق 10 سنتيمترات من السطح؛ ولهذا يدفأ السطح وتبرد الطبقات الأعمق.
• وعند عمق 10 أمتار يمتص الماء أكثر من 50% من طاقة الضوء المرئي.
• وحتى في المياه الاستوائية الصافية لا يصل سوى نحو 1% من الضوء المرئي — ومعظمه في النطاق الأزرق — إلى عمق 100 متر.
• يمتص الماء الألوان الدافئة (الأحمر والبرتقالي، ذات الأطوال الموجية الطويلة) في أول أمتار قليلة، ويشتت الألوان الأكثر برودة (الأزرق، ذي الطول الموجي القصير) فتخترق أعمق. ولذلك يبدو البحر أزرق، وتبدو المعدات الحمراء للغواص سوداء في الأعماق، وكثير من أسماك الأعماق والجمبري حمراء لأن اللون الأحمر يبدو أسود فيتخفى.
• المياه الساحلية الضحلة التي فيها رواسب وعوالق تمتص ضوءًا أكثر من مياه المحيط المفتوح الصافية، فيقل عمق نفاذ الضوء فيها.

• المسألة. في مياه ساحلية عكرة تتناقص شدة الضوء إلى النصف كل 2 m عمقًا.
• (أ) ما النسبة المئوية لشدة السطح التي تصل إلى عمق 8 m؟
• (ب) عند أي عمق تقريبًا تصل الشدة إلى 1% من السطح؟

• الحل. (أ) 8 m تساوي 4 أنصاف عمق: \[\begin{gathered}\left(\dfrac{1}{2}\right)^{4} = \dfrac{1}{16} =\;\color{#15803d}{\mathbf{6.25\%}}\end{gathered}\].
• (ب) نريد \[\begin{gathered}\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n} = 0.01\end{gathered}\] فـ \[\begin{gathered}n = \log _{2} 100 = 6.64\end{gathered}\] نصف عمق ← العمق = 6.64 × 2 = 13.3 m تقريبًا.
• وهكذا ينتهي البناء الضوئي عند نحو 13 m في هذا الماء العكر، بينما قد يستمر حتى نحو 100 m في الماء الصافي.

المسألة. شدة الضوء المرئي عند السطح في ماء استوائي صافٍ 1000 وحدة. كم تقريبًا تصل إلى عمق 100 m؟

الحل. يصل نحو 1% = 10 وحدات، ومعظمها ضوء أزرق. أي أن 99% من الضوء المرئي امتُصّ أو تشتت قبل هذا العمق.