水は透明なのに、海はどうして青いのでしょう?
海の青さ

旅先で撮った写真の海は、見事な青色です。その隣にあるコップの水は、何もしていないような顔をしています。色はどこへ行ったのでしょう?秘密はこうです。水は青い光よりも赤い光を吸収しやすいのです。コップを通り抜ける光は、ほとんど変わりません。海では光の旅がずっと長くなり、青のほうがよく生き残ります。旅の写真が、そのからくりをもうすぐ明かしてくれます。

そのたびに、赤を少しずつ
青い水辺にある赤い貝殻の写真を加工すると想像してみましょう。赤みをほんの少し弱めます。それから、同じ加工を何度も何度も繰り返します。やがて貝殻はくすんで見えますが、水はまだ青く見えます。水も光に似たような変化を加えます。光を吸収してそのエネルギーを取り込み、青よりも速く赤を取り除くのです。通り抜ける水が多いほど、小さな加工の回数も増えます。

波の下で光を追いかけよう
水中では、距離が写真の加工をします。太陽の光にはたくさんの色が含まれていますが、水はそれぞれの色を違う速さで少しずつ吸収します。透明な海水の中を長く進むうちに、赤の多くが消えて、主に青が残ります。水は光の一部の向きも変え、水面へ、そして私たちの目へと送ります。その戻ってくる光は、すでに色を加工されているのです。海に青い絵の具はいりません。必要なのは、広さです。

貝殻に新しい光を
これで旅の写真への不満が説明できます。あの赤い貝殻は、近くではもっと鮮やかだったのに!水中カメラがより多くの水を通して見ると、届く貝殻の赤い光は少なくなります。近くにランプがあれば助かるでしょうか?カチッ、またバラ色です。ランプは赤を含む新しい光を送り、その光は貝殻まで行ってカメラへ戻る短い旅をするだけです。写真をよくするには、ときには通勤時間を短くする必要があるのです。

砂が太陽の光を送り返す
次の写真は、まるで自慢しているようです。明るい砂の上に広がるターコイズ色の浅瀬です。ここでは、水が光をそこまで大きく加工する前に、砂が太陽の光を上へ反射します。青とともに緑も多く残り、浅瀬はそのためにターコイズ色に輝くことがよくあります。もっと沖では、透明な水の中の長い旅が青を有利にします。同じ加工係が手加減しただけで、忘れられない浜辺になるのです。

さざ波に映る雲
今度は海の写真に雲が現れました。なるほど、鏡も関わっているのですね!水面は空を反射します。特に、低い角度で水面の向こうを眺めるときにそうなります。でも、透明で深い海水を見下ろすとき、空の映り込みが青さに加える分は、たいていほんの少しです。大部分は、光が水の中を旅することで生まれます。空はゲスト出演したのであって、アルバム全体を加工したわけではないのです。

小さな乗客が残す色の手がかり
続いて、緑の入り江と茶色い岸辺の写真が出てきました。誰が設定を変えたのでしょう?今度は、水に仲間がいます。プランクトンと呼ばれる、漂う小さな生き物は、水を緑に染めることがあります。砂や泥などの小さな粒である堆積物は、水を茶色に染めることがあります。こうした乗客たちが、どの光が吸収され、どの光が戻されるかを変えます。科学者は海の色の画像を使って、プランクトンや堆積物の変化を追跡します。旅先の景色には、手がかりが隠れていることがあるのです。

小さなひと口、長い旅
旅の写真の隣へ戻ると、コップの水の疑いはすっかり晴れました。透明な水は向こうを見通せますが、それでも光を少し吸収します。コップの幅では効果はわずかです。海の中の長い旅では、赤がずっと多く失われ、青のほうがよく生き残ります。これで、青い海も、色あせた水中写真も説明できます。海には、何千回もの小さな加工をする広さがありました。コップには、氷ひとつ分の場所がやっとあるくらいです。