Zergatik den zerua urdina: azalpen astronomiko bat
Zeru urdina egunero gozatzen dugun edertasun naturaletako bat da. Hala ere, inoiz galdetu al diozu zeure buruari zergatik den zerua urdina? Galdera hau sinplea dirudien arren, erantzun zientifikoak fisika-kontzeptu sakonak dakartza. Artikulu honetan, fenomeno honen azalpen astronomiko batzuk aztertuko ditugu eta Lurraren atmosferan zer gertatzen den ulertuko dugu zerua urdin agertzeko.
Argiaren eta Argiaren Hedapenaren Oinarrizko Printzipioak
Zerua zergatik den urdina ulertzeko, lehenik eta behin argiari buruzko oinarrizko printzipio batzuk ulertu behar ditugu. Argia uhin-luzera askotan dator, eta bakoitzak kolore espezifiko bat definitzen du. Eguzkitik datorren argi zuria, hain zuzen ere, kolore ezberdinen espektro batez osatuta dago, eta konbinatuta, zuriak dirudite gure begietarako. Hori ortzadarrean ikus daiteke, eguzki-argia atmosferako ur-tantak bereizten dituenean agertzen direnean.
Argiaren fisikaren oinarrizko printzipioetako bat sakabanaketa izeneko fenomenoa da. Argi-sakabanaketa gertatzen da argi-uhinek atmosferako partikula txikiekin talka egiten dutenean, hala nola gas molekulekin eta hauts-partikulekin. Sakabanaketa hau hainbat formatan gerta daiteke, baina zeru urdinen testuinguruan garrantzitsuenetako bat Rayleigh-en sakabanaketa bezala ezagutzen da.
Rayleigh sakabanaketa
John William Strutt, Lord Rayleigh bezala ezagunagoa, partikula txikiek argia sakabanatzeko azalpen matematikoa eman zuen lehen zientzialaria izan zen. Fenomeno horri gaur egun Rayleigh sakabanaketa deritzo. Rayleigh sakabanaketak azaltzen du nola jasaten duen argiak sakabanaketa desberdina bere uhin-luzeraren arabera. Rayleigh sakabanaketa eraginkorragoa da uhin-luzera laburragoetarako, hala nola urdinerako eta bioletarako, uhin-luzera luzeagoetarako baino, hala nola gorrirako eta horirako.
Lurraren atmosferako gas molekulek (batez ere nitrogeno eta oxigenoek) argi urdina eraginkorrago barreiatzen dutenez, kolore hau nagusiagoa da egunean zehar, eguzki-argia zuzenean gure atmosferara iristen denean. Horrek neurri handi batean erantzuten dio zergatik agertzen den zerua urdina egunean zehar galderari.
Zergatik ez Violeta?
Eta bioleta koloreari buruz zer? Bioletak ere uhin-luzera laburra du eta, beraz, atmosferako gas molekulek sakabanatzen dute. Hala ere, zeru bioletarik ez ikusteko arrazoia bi arrazoi nagusi dira. Lehenik eta behin, giza begia urdinarekiko sentikorragoa da morea baino. Gure erretinetan hiru kono-zelula mota daude, bakoitza gorriarekiko, berdearekiko eta urdinarekiko sentikorra. Urdinarekiko sentikorrak diren kono-zelulak ere bioletarekiko sentikorrak dira neurri batean, baina ez urdinarekiko duten sentikortasuna bezainbeste.
Bigarrenik, eguzkiaren argi bioleta gehiena goiko atmosferako ozono geruzak xurgatzen du. Horrek esan nahi du Lurraren gainazalera argi urdinak baino askoz argi bioleta gutxiago iristen dela, eta horrek zerua urdina iruditzen digu.
Ilunabarreko eta Egunsentiko Efektuak
Ilunabarrean edo egunsentian, askotan espektroaren koloreak ikusten ditugu zeruan, hala nola gorria, laranja eta horia. Hori gertatzen da eguzkia horizontean baxua denez, bere argia eguzkia bere gorenean dagoenean baino atmosfera geruza lodiago batetik igaro behar duelako. Bidaia luzeago honetan, urdin eta bioleta argiaren zati handi bat gure ikusmen-lerrotik urruntzen da, eta gutxiago sakabanatuta dauden uhin-luzera gorri eta laranja gehiago gure begietara iristen dira.
Fenomeno hau Mie sakabanaketaren printzipioaren bidez ere azal daiteke, eta printzipio horrek atmosferako partikula handiek, hala nola hautsak, keak eta ur tantek, argia sakabanatzen duten modua deskribatzen du. Mie sakabanaketak ez du Rayleigh sakabanaketak bezala uhin-luzera lehentasunik, baina partikula handi hauek eraginkorragoak dira uhin-luzera luzeagoetan, eta horrela, ilunabarrean eta egunsentian kolore gorria eta laranja nabarmentzen dira.
Zeruaren kolorearen aldaerak beste planetetan
Interesgarria da, Lurreko zeruaren kolorea ez dela fenomeno unibertsala. Eguzki-sistemako beste planetetako zeruak kolore desberdinak izan ditzake atmosferaren konposizio eta partikulen dentsitate aldakorren ondorioz. Adibidez, Marteko zerua gorrixka ageri da, eta planetaren gainazaleko eguzki-argiaren zati bat arrosa kolorekoa. Hori Marteko atmosfera betetzen duten eta argia modu ezberdinetan barreiatzen duten hauts gorri partikulek eragiten dute.
Bestalde, Titanek, Saturnoren ilargietako batek, atmosfera lodia eta metanoz betetako lainoa ditu. Titanen atmosferatik igarotzen den eguzki-argia metano partikulek sakabanatzen dute, zeruan marroi-laranja kolorea sortuz.
Ondorioa
Zeru urdina eguzki-argiaren eta Lurraren atmosferaren arteko elkarrekintza konplexu baten emaitza da. Rayleigh sakabanaketaren printzipioak azaltzen du zergatik sakabanatzen den argi urdina gehiago atmosferako gas molekulek, eta giza begiaren sentikortasunak eta ozono geruzak argi morea iragazteak azaltzen dute zergatik ez diren gure zeruak bioletak agertzen. Fenomeno honek egunero ikusten ditugun fisikaren mirariak eta naturaren edertasuna ekartzen dizkigu gogora, ezagutza zientifikoak gure inguruko errealitate sinpleen estimua hobetu dezakeela erakutsiz.
Fenomeno honek gure unibertsoaren beste alderdi batzuk sakonago aztertzera eta galdetzera bultzatzen gaitu, besteak beste, Lurrean ikasten ditugun printzipioak nola aplika daitezkeen gure eguzki-sistemako beste planeta eta ilargietako atmosfera eta zeruko baldintzak ulertzeko. Ikerketa eta esplorazio sakonagoaren bidez, unibertsoaren edertasuna eta konplexutasuna hobeto uler ditzakegu.
