2022年11月19日 星期六

溪水的藍色怎麼來?

子欣說砂卡礑的溪水好藍…子欣的文章文字總是那麼的柔和


為什麼好藍,可以很容易查到原因,是因為水中也碳酸鈣微粒所造成的瑞立散射。

Why do rivers have colors ?

Turquoise Waters Explained

STUDY ON TURQUOISE AND BRIGHT SKY-BLUE APPEARING FRESHWATER BODIES


但是引人思考的點,是為何有碳酸鈣微粒。

不太可能是碳酸鈣風化產生,一般情況下碳酸鈣也不好溶,那換個思路。或許是溶解的碳酸鈣析出導致,這些重新析出的碳酸鈣,又是怎麼來,應該有三種原因

(1)同離子效應…這邊似乎沒有這個條件

(2)溶解度降低,這個就有兩個可能性了

(a)壓力降低:因為石灰岩在地下水中溶解,可能地下水壓力較大,所以溶解度較高,在湧出過程中逐漸降壓,就會導致開始析出微粒。

(b)溫度升高:溪水往下游流動,水溫逐漸升高,勢必導致碳酸鈣溶解度下降,自然水中開始析出微粒。

這篇九寨溝湖水顏色的研究裡面,也提到了溫度變化造成碳酸鈣微粒析出。瑞立散射發生於粒徑遠小於波長的情況,且藍光明顯於紅光,導致於紅光穿過,藍光則到處散射,因而上方看湖水,會缺乏紅光而偏藍或綠。


至於海水的藍,則是水分子的拉曼光譜


碳酸鈣性質可參見維基百科

要驗證,可以設計一些條件試試