Comprender cómo percibimos el color y sus correlatos físicos es necesario para responder completamente a la pregunta.
El color es la percepción (una proyección interna del mundo) de diversos grados de energía dentro de la luz. La luz misma es una radiación electromagnética, una fuerza fundamental de energía, aquí en forma de flujo dentro del campo electromagnético. La radiación electromagnética se propaga a través de ondas y el espectro de estas ondulaciones de las ondas subyace a la energía contenida dentro de esa longitud de onda particular, siendo la energía inversamente proporcional a la longitud de onda. En otras palabras: cuanto mayor es la frecuencia de ondulación entre los picos de la onda en una forma de onda de luz, mayor es la energía contenida dentro de ese haz de luz particular.
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El espectro electromagnético
Esta segunda figura muestra la diferencia comparativa entre la frecuencia de forma de onda y la percepción asociada del color.
Nuestras retinas contienen tres fotopigmentos dentro de las células que responden a la luz: uno que reacciona preferentemente con luz azul, otro con luz verde y otro con luz roja. No entraré en detalles sobre cómo estos interactúan entre sí, pero déjenme saber que sus salidas (por ejemplo: fotorreceptor azul le dice al cerebro “¡hey, veo azul!”) Están integradas dentro del cerebro. Cuando todos los fotorreceptores se suman, se percibe luz blanca. Cuando ninguno de ellos lo es, se percibe como negro. Examina la rueda de colores.
La rueda de colores
Esto es más que una herramienta de artista. También se puede usar para deducir cómo vemos el color. Tenemos los tres colores no esenciales (amarillo, rojo y azul) como una combinación de uno o más de los otros dos colores esenciales o su ausencia. Por ejemplo, la luz amarilla y la luz roja sin luz azul se percibirían como luz naranja. De esta manera, se percibiría el azul cuando hay ausencia de amarillo y rojo.
Sin embargo, la luz es solo una forma de energía y se puede transformar en otras formas, como el calor o el movimiento. Cuando la luz del sol llega a los océanos, una variedad de cosas pueden y sucederán. Dependiendo del ángulo en el que la luz alcanza la superficie del océano, la luz puede transmitirse a través del agua y penetrar debajo de la superficie, puede reflejarse fuera de la superficie y volver al aire, o puede ser absorbida por el agua. en sí mismo y transformado en otra forma de energía. La razón por la cual los ríos son colores particulares es debido a la absorción en particular . Si toda la luz se transmitiera a través del agua, no habría luz que saliera del agua a la retina (en el ojo) para registrar que hay algo allí. En otras palabras, sería negro (la percepción de la ausencia de luz, lo que significa que no sale luz de esa región). Si toda la luz se reflejara puramente en la superficie sin transferencia de energía con el agua, vería luz blanca (porque la luz que proviene del sol contiene una gran variedad de formas de onda que abarcan todo el espectro visible. Todos los colores combinados se perciben como blanco).
Absorción preferencial de luz en agua líquida por longitud de onda en el espectro visible. “1” en el eje Y representa el 100% de absorción; 0 representa 0% de absorción.
La luz interactuará de manera diferente con diferentes sustancias e incluso dentro de sustancias homogéneas de diferentes estados de fase. El agua líquida tiende a absorber la luz que es un poco menos energética (infrarroja) que la luz visible con bastante fuerza en forma de vibración en el enlace OH. Sin embargo, esta absorción no se limita precisamente a un rango particular, sino que forma un espectro en el que la región infrarroja es simplemente la forma más probable de inducir esta transferencia de energía. Este mismo efecto disminuye en el espectro visible y es más pronunciado en las regiones menos energéticas o cálidas de la luz visible (de mayor a menor energía: violeta, índigo, azul, verde, amarillo, naranja, rojo). En otras palabras, las longitudes de onda rojas tienen la mayor tendencia a ser absorbidas, seguidas de naranja, amarillo, etc. Debido a que la mayor parte de la luz visible aún no induce un cambio en la molécula, este efecto está limitado en pequeñas cantidades de agua. En cambio, se necesitan grandes cantidades, especialmente de aguas profundas donde no se puede ver el fondo, para ver la absorción preferencial de las diferentes longitudes de onda de la luz por el agua. Entonces, esto explica la tendencia natural de que grandes cuerpos de agua sean azules. Entonces, ¿por qué verde o rosa?
El agua esencialmente nunca se encuentra en estado puro. El agua es una sustancia increíblemente reactiva; por lo tanto, se conoce como el “solvente universal” porque puede reaccionar con la mayoría de las sustancias. Su reactividad junto con su estado líquido común significa que otras sustancias, como las sales sólidas, se disolverán en agua. Los cuerpos de agua más grandes pueden disolver más sustancias ya que la sustancia puede difundirse aún más, y los cuerpos de agua en movimiento también promueven la disolución. Sin embargo, de la misma manera que el agua interactúa con la luz, la mayoría de las sustancias también tienen alguna forma de interacción. Todas las diferencias en colores, tonos y sombras que ves son el resultado de esto. Cuando ves agua verde, solo significa que hay algo dentro del agua que tiene una fuerte absorbancia preferencial de las longitudes de onda rojas en particular. Los pigmentos verdes más notables en la naturaleza se encuentran en la clorofila: los cuerpos productores de energía de las plantas que se encuentran comúnmente en las hojas. La clorofila absorbe preferentemente las longitudes de onda rojas y transforma esta energía en una transferencia electrónica que, en última instancia, impulsa un proceso de producción de energía que sustenta la vida de la planta. Típicamente, las aguas de color verde son la respuesta de la clorofila en el agua, comúnmente como algas o fitoplancton. El cobre y los minerales cúpricos asociados son comúnmente verdes, turquesas o azules claros y también pueden dar al agua un color verde cuando se disuelven. Sin embargo, la concentración de cobre en los cuerpos naturales de agua (ríos) es tan baja que difícilmente sería el caso. Puede haber moléculas orgánicas adicionales (subproductos del metabolismo, por ejemplo) que tienen cierta interacción con el espectro electromagnético y pueden cambiar el tinte de los cuerpos de agua naturales cuando se acumulan. No conozco ninguna clase de compuestos en particular que produzca notablemente este efecto, sin embargo, fuera de lo que ya he mencionado. Algunos sedimentos disueltos también pueden aumentar el color verde, ya que una combinación de clorofila y barro amarillo creará ríos con colores como en la imagen a continuación. También puede haber otros microorganismos en el agua con procesos metabólicos que implican la absorción de longitudes de onda particulares de luz (rojo) fuera de la clorofila.
En cuanto al rosa: el agua de color rosa sería el resultado de una absorción preferencial de las longitudes de onda verdes con la reflectancia de luz adicional (para agregar luz blanca adicional). Puedo pensar en al menos dos fuentes potenciales diferentes para este tinte. En primer lugar, los tonos rosados o rojos en el agua pueden estar asociados con las floraciones de algas, a menudo compuestos principalmente de fitoplancton de varios tipos. Estos fitoplancton contienen pigmentos con una absorción preferencial de luz verde.
Floración de algas rojas
En segundo lugar, el rosa podría estar asociado con sedimentos o suelos disueltos en el agua. El color del suelo está determinado principalmente por dos factores: humus orgánico y hierro. El humus se asocia con suelos más oscuros y negros que se encuentran en regiones fértiles, mientras que el hierro representa el grado de enrojecimiento en el suelo. Los suelos oxidados se forman cuando hay poca saturación de agua dentro del suelo, y se encuentran comúnmente en algunos desiertos (por ejemplo, la región de la meseta de Colorado) o en los trópicos, donde el alto calor y la lluvia conducen a una mayor descomposición de los componentes orgánicos para retener la humedad en los suelos y así conduce a la lixiviación del agua del suelo. Dentro del suelo oxidado se encuentra el hierro oxidado, comúnmente conocido como óxido y es un rico color rojo anaranjado. El mismo color rojo que ves en las paredes del cañón de Sedona es el mismo color rojo que ves en una bicicleta oxidada, en su mayor parte (por supuesto, otros factores contribuyentes como el blanco, los minerales cálcicos y otros minerales coloreados como los que contienen Mg contribuyen)
Oxido
Sedona
Cuando los ríos oxidan los suelos oxidados, el hierro oxidado se transporta con ellos. El hierro no reformará un estado reducido fácilmente y, por lo tanto, el color rojo persiste. Esto no es solo cómo puede explicar algunos ríos intensamente rojos como el Colorado, sino también por qué algunos ríos se enrojecen durante las inundaciones: recogen sedimentos y suelos que están más oxidados que los suelos subyacentes a las corrientes típicas de los ríos y, por lo tanto, son más rojos. Los agregados de este suelo rojo en combinación con otros factores determinantes del color del suelo a menudo significan que este rojo no aparece como “rojo”, sino como beige, cobre, rosa, etc.
El río colorado
El río verde se encuentra con el Colorado
Algunas bacterias también pueden crecer en los cauces de los ríos con pigmentos que producen una apariencia roja. Esto se puede ver fácilmente en los Grand Prismatic Springs de Yellowstone. Sin embargo, aquí no es el agua en sí la que es roja, sino el fondo de la cama de agua.
Espero que eso ayude.
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