Свет и цвет под водой

Полдень. Безоблачное небо. Ослепительный солнечный свет заливает песчаный пляж и переливается яркими бликами на зеленоватой поверхности моря, колеблемого небольшими волнами. В маске с аквалангом за плечами водолаз медленно погружается в море. Но вот вода сомкнулась над его головой. Вокруг водолаза раскрылось ярко освещенное подводное царство. Парят разноцветные медузы и сифонофоры, мечутся стайки пестро окрашенных рыбок. Все так же светло и ярко, как на берегу. Только все предметы кажутся на одну треть больше и ближе, чем на самом деле. Это игра преломленных лучей. Мимо проплывает рыба, хочется дотянуться до нее рукой, а в действительности до рыбы по крайней мере 1,5-2 м.

Водолаз погружается глубже. До глубины 5 м освещение почти не меняется, но затем понемногу бело-желтые тона начинают уступать синевато-зеленым. На глубине 10 м все вокруг уже окрашено в однообразный синевато-зеленый цвет. На глубине 20 м даже на фотопластинку действуют только сине-зеленые лучи.

Водная среда намного плотнее воздуха. Она "прозрачна" для звука, но мало прозрачна для света. Световая энергия, проникающая в воду, рассеивается и частью преобразуется в тепловую энергию. В прозрачной воде открытого океана яркость освещения убывает с глубиной в среднем в десять раз на каждые 50 м.

Солнечный луч, как известно, состоит из лучей видимого и невидимого спектра. К невидимой части спектра относятся ультрафиолетовые и тепловые инфракрасные лучи. Морская вода обладает избирательной способностью к поглощению световых лучей. До глубины 0,5 м поглощаются только инфракрасные лучи, благодаря чему освещение в полуметровом верхнем слое остается белым. На глубине 5 м к нормальному солнечному освещению слегка примешиваются синевато-зеленоватые тона. Дальше происходит энергичное поглощение красных и желтых лучей. Синевато-зеленоватые тона становятся преобладающими.

На глубине 50 м сине-зеленые тона сгущаются, приобретая цвет поверхности моря. До глубины 50 м проникают ультрафиолетовые лучи, между прочим, очень важные для фиксации кальция организмами. Яркие разнообразные окраски морских организмов доступны для фотоаппарата только до глубины 5 м, на глубине 20 м они исчезают.

Водолаз, опустившийся на глубину более 10 м, видит своеобразный синевато-зеленый пейзаж. Кровь рыбы, пораженной гарпуном водолаза, на глубине 20 м кажется коричневой, а на 40-50 м – совершенно зеленой. Кровь человека в 50 м от поверхности моря тоже выглядит зеленой. Словом, толща морской воды подобна фильтру, хорошо пропускающему только зеленые и синие лучи, именно те лучи спектра, в которых сосредоточена максимальная мощность видимой части солнечной радиации. Это обстоятельство сыграло, быть может, немаловажную роль в том, что океан стал колыбелью жизни на Земле. Взвешенные в воде минеральные, органические частицы, мельчайшие пузырьки газа и даже сами молекулы воды отражают и рассеивают свет, проникший в толщу воды. Поэтому свет в воде распространяется во все стороны и со всех сторон, хотя, конечно, самый интенсивный световой поток поступает сверху.

Водолазам хорошо известно, что светлые прозрачные слои воды нередко перемежаются с мутными, видимость в которых сокращается до нескольких метров. Резко понижают прозрачность воды скопления планктона. Взвешенные частицы и планктон – это подводный "туман", всегда присутствующий в толще морской воды. Предельная видимость для человеческого глаза под водой измеряется несколькими десятками метров.

Вода плохо пропускает и искусственный свет. В исключительно прозрачной средиземноморской воде для фотографирования на расстоянии всего одного только метра требуется источник света мощностью 0,5 квт. При расстоянии в 2 м мощность его должна быть увеличена до 2,5 квт, а при расстоянии в 3 м – до 7 квт. За пределами 5 м от источника света вода приобретает свой обычный для глубин синевато-зеленый цвет.

Чувствительные пленки допускают подводное фотографирование на глубине до 30 м. Применение фотографами и водолазами искусственного освещения привело к удивительному открытию. Едва коснется пучок электрического света обитателей морских глубин, как перед глазами водолаза оживает целый мир ярких красок. Свет мощной электрической лампы или прожектора мгновенно превращает монотонный синевато-зеленый подводный пейзаж в палитру художника, покрытую яркими разнообразными красками. При погружении батискафов в толще воды наблюдался "красный туман" – скопление жгутиковых, окрашенных в свете прожектора в красный цвет.

Невольно при этом задаешь вопрос – к чему под водой яркая раскраска медуз, кораллов, асцидий, сифонофор, коралловых рыбок и других морских животных? При естественном свете человек ее не видит. Но, может быть, ее видят глаза обитателей подводного царства, устроенные иначе, чем у человека? Общепринятое мнение таково, что у рыб зрение слабое, однако биологи Е. К. Бэйлор и Эвелин Шоу считают, что костистые рыбы дальнозорки, а глаза их способны увеличивать контрастность плохо освещенных предметов. Впрочем, может быть, за яркой окраской морских организмов кроются более важные причины, не имеющие отношения к тому, любуется ими кто-нибудь или нет? Быть может, красящий пигмент в коже морских животных отражает одни лучи и поглощает другие, – именно те, которые им необходимы для жизненных процессов?

Между прочим, наблюдая яркие, чарующие глаз расцветки морских животных, сухопутных растений, насекомых и птиц, невольно приходит мысль, что природа поскупилась на краски для венца ее творения – человека, внешность которого без косметики, надо сознаться, довольно-таки бесцветная.

Почему организмы, живущие на дне, становятся бесцветными с глубины 2000 м? И наоборот, некоторые виды креветок, бесцветные в верхних слоях океана, на глубине нескольких тысяч метров окрашены в красный и фиолетовый цвета? Все эти вопросы, остающиеся пока без ответа, надо отнести к неразгаданным секретам природы.

В некоторых случаях окраска носит, видимо, защитный характер. Так, у большинства рыб, живущих в верхних слоях океана, спинки темные с синим, зеленым или серым отливом; такая окраска сливается с поверхностью моря, если смотреть сверху. Зато брюшки у них светлые, даже белые; если глядеть на такую рыбу снизу, она сливается с поверхностью моря, которая из глубины представляется светлым сверкающим потолком. Медузы, ярко окрашенные в верхних слоях океана, часто имеют однообразный коричневый цвет, если живут на глубине 300-400 м. Глубоководные рыбы, бесцветные или окрашенные в черный, темно-фиолетовый и красный цвета, вероятно, трудно различимы в темных глубинах океана. Некоторые морские животные обладают способностью, подобно хамелеону на суше, менять окраску тела, приспосабливаясь к окружающей среде. Например, если палтуса положить на шахматную доску, его спинка покрывается рисунком, сходным с шахматной доской; у ослепленного палтуса этого не происходит. Значит, изменение окраски у него управляется нервно-гормональной системой.