水は透明なのになぜ海は青いのか?光の吸収と散乱が生む科学の真相

水は透明なのになぜ海は青いのか?光の吸収と散乱が生む科学の真相

水は透明なのになぜ海は青いのか?光の吸収と散乱が生む科学の真相について知っておくべき 理由を厳選して解説いたします。

沖縄やモルディブ、タヒチなどのリゾート地を訪れると、海は深い青ではなく、透き通った「エメラルドグリーン(青緑色)」に輝いています。一方で、身近な港湾や沿岸部の海は緑褐色や灰色に見えることが珍しくありません。同じ海水でありながら、なぜこれほど劇的な色の違いが生じるのでしょうか。

エメラルドグリーンを生み出す「白い海底」と「浅瀬」の黄金律

現地を取材するダイビングインストラクターや海洋写真家の証言でも一致しているのは、「海底の地質」と「水深」の組み合わせがエメラルドグリーンの決定打であるという点です。

  1. 浅い水深(数メートル):水深が浅い場所では、赤い光は吸収されるものの、緑や青の光は十分に吸収されずに残ります。
  2. 白いサンゴ砂(炭酸カルシウム):沖縄などの浅瀬は、細かく砕けたサンゴや貝殻からなる「白い砂」で覆われています。白はすべての色の光を均等に反射する特性を持ちます。
  3. 混色による発色:水中を通過して残った「青い光」と「緑の光」が海底の白い砂にぶつかって反射し、水面へ跳ね返ることで、人間の目には爽やかなエメラルドグリーンとして映ります。

沿岸部の海が緑色や茶色に濁って見える理由

一方、東京湾や大阪湾などの沿岸海域が深緑色に見える主因は、植物プランクトンが持つ葉緑素(クロロフィル)です。植物プランクトンは光合成を行うために「青い光」と「赤い光」を吸収し、「緑色の光」を反射する性質を持っています。そのため、栄養塩が豊富でプランクトンが大量に増殖した海では、水中の青色光が吸収されてしまい、結果として海面全体が緑色に濁って見えます。

また、河川から流れ込む泥粒子や浮遊物(懸濁物質)のサイズが光の波長よりも大きい場合、すべての波長を一様に散乱させる「ミー散乱(Mie scattering)」が発生します。これにより、光の透明感が失われ、白っぽく濁った灰色や茶褐色の海へと変化するのです。

伊藤 翔太
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伊藤 翔太

マネー知識やキャリア形成に役立つノウハウを、初心者にも分かりやすく解説するのが得意です。