Plavo nebo je nešto što većina nas uzima zdravo za gotovo, ali njegova boja se možda dramatično mijenjala tokom historije Zemlje, a naučnici kažu da bi mogla ponovo da se promijeni.
Postoje dva glavna faktora koja čine da nebo izgleda plavo tokom dana, kaže Fin Buridž, tumač naučnih podataka u Kraljevskoj opservatoriji u Greenwichu u Velikoj Britaniji.
„Prvi je Sunce“, objašnjava on.
„Normalna sunčeva svjetlost je bijela, što znači da sadrži sve boje duge – crvenu, žutu, zelenu i plavu“.
Drugi je sastav atmosfere.
Nebo sadrži ogroman broj sićušnih čestica poput azota, kao i kiseonik i vodenu paru, koji raspršuju svjetlost u svim pravcima, kaže Buridž.
Plava svjetlost ima kraću talasnu dužinu od većine drugih boja i više se raspršuje, ispunjavajući nebo plavom bojom.
Ovaj proces poznat je kao Rejlijevo raspršenje, nazvan po lordu Rejliju, britanskom fizičaru koji je ovu teoriju razvio 1870-ih.
Pri izlasku i zalasku sunca, sunčeva svjetlost mora proći kroz mnogo više atmosfere jer je Sunce niže na nebu.
Plava svjetlost se tada toliko raspršuje da se preusmjerava dalje od nas.
Zbog toga crvene i narandžaste boje, koje se ne raspršuju toliko, dospijevaju do naših očiju, stvarajući prelijepo nebo koje vidimo.
Druge planete
Sjajno plavo nebo Zemlje jedinstveno je u Sunčevom sistemu, kaže Buridž.
Iako se smatra da neke planete poput Jupitera imaju tamnoplavi gornji sloj atmosfere sličan Zemljinom, on je mnogo manje živopisan.
Jupiter, koji je dalje od Sunca, prima samo oko četiri posto sunčeve svjetlosti koju mi dobijamo, „tako da se ne dobija snažno, lijepo plavo nebo kakvo imamo iznad Zemlje“, objašnjava Buridž.
Na nekim planetama situacija je potpuno drugačija.
Mars ima samo tanku atmosferu, pa se Rejlijevo raspršenje ne dešava često.
Umjesto toga, veliki broj njegovih čestica prašine, koje su veće od azota i kiseonika u našoj atmosferi, raspršuju svjetlost na drugačiji način.
To se zove Mijevo raspršenje i rezultat je crveno ili žućkasto nebo s plavim zalascima sunca.
Da li je nebo uvijek bilo plavo?
Plavo nebo iznad Zemlje kakvo danas poznajemo relativno je skoriji razvoj u dugoj historiji planete.
Iako ne postoji način da se sa sigurnošću sazna kako je nebo izgledalo u prošlosti, naučnici pretpostavljaju da je njegova boja mogla varirati u zavisnosti od gasova prisutnih u atmosferi u određenom periodu.
Kada se Zemlja formirala prije oko 4,5 milijardi godina, njena površina bila je uglavnom užarena rastopljena magma.
Kako se planeta hladila, prema jednoj teoriji, rana atmosfera uglavnom je bila sastavljena od gasova iz vulkanskih erupcija i drugih geoloških aktivnosti, kao što su ugljen-dioksid i azot, te male količine metana, uz vrlo malo kiseonika.
Vremenom se na Zemlji razvio život u obliku drevnih bakterija, koje su dodale velike količine metana u atmosferu, piše BBC.
Svjetlost koja je padala na taj metan pretvarala ga je u složenija organska jedinjenja koja su stvarala narandžaste izmaglice na nebu, pomalo nalik smogu.
Velika promjena dogodila se prije oko 2,4 milijarde godina tokom Velikog događaja oksidacije, kada su rani organizmi nazvani cijanobakterije počeli koristiti fotosintezu za pretvaranje sunčeve svjetlosti u energiju, pri tome oslobađajući velike količine kiseonika.
Kiseonik je počeo da se nakuplja u značajnim količinama u atmosferi, što je na kraju razbistrilo metanske izmaglice.
Kako se formirala naša današnja atmosfera, nebo je dobilo plavu boju kakvu ima danas.
Hoće li se plavetnilo zadržati
Kratkoročno gledano, Zemljino plavo nebo neće nestati.
Iako zagađenje, šumski požari, vulkanske erupcije i pješčane oluje mogu privremeno promijeniti boju neba, ti utjecaji su kratkotrajni.
Poslije ogromne erupcije vulkana Krakatau u Indoneziji 1883. godine, viđeni su spektakularni crveni zalasci sunca, pa čak i zeleni zalasci sunca i plavi Mjeseci.
Smatra se da je to bilo zbog čestica poput sulfata i pepela u atmosferi koje raspršuju svjetlost drugačije nego što smo navikli.
Dr Kler Rajder, vanredna profesorica meteorologije na Univerzitetu u Readingu u Ujedinjenom Kraljevstvu, kaže da ukupni efekat boje aerosola, čvrstih čestica ili malih tečnih kapljica u atmosferi, može zavisiti od njihove veličine.
„Obično dobijamo veoma jake efekte obojenosti, naročito pri zalasku sunca, ako su sve čestice aerosola iste veličine“, jer one pojačavaju raspršenje svjetlosti na isti način, kaže ona.
„Tamo gdje postoji mnogo različitih veličina čestica, svaka čestica različite veličine reaguje s različitim talasnim dužinama na različite načine, stvarajući mješavinu boja“, objašnjava ona.
Ako se pojave istovremeno, mogu se pomiješati i proizvesti „bjelkastu ili smećkastu izmaglicu“.
To se ponekad može dogoditi tokom vulkanskih erupcija ili pješčanih oluja, kao i usljed zagađenja zraka.
Ona kaže da vrijedi razmisliti i o tome kako bi klimatske promjene mogle utjecati na boju našeg neba u budućnosti.
„Kako temperatura bude rasla, ubacivat ćemo sve više vodene pare u atmosferu, što bi moglo omogućiti aerosolima da nabubre zbog vlage, što povećava sposobnost raspršenja svjetlosti i efekat izbjeljivanja neba“, objašnjava ona.
„S druge strane, ako se emisije u budućnosti smanje, mogli bismo imati plavlje nebo“, napominje ona.
Ali sve ove promjene možda i nisu važne na astronomskoj skali vremena.
Milijarda godina
Za trajnu promjenu boje našeg neba bila bi potrebna drastična promjena sastava atmosfere, kaže Buridž.
„Ništa takvih razmjera neće se dogoditi uskoro, osim ako budemo toliki baksuzi da nas pogodi ogroman meteor, ali to se vjerovatno neće desiti“, kaže on.
Buridž procjenjuje da imamo najmanje milijardu godina prije nego što nebo prestane biti plavo.
Kako Sunce stari, postepeno će postajati sjajnije.
Za oko milijardu godina emitovat će približno 10 posto više svjetlosti nego sada, kaže Buridž.
„To će zagrijati Zemlju, ukloniti ugljen-dioksid iz atmosfere i na kraju početi isušivati naše okeane“.
Moguće je da bi to moglo osloboditi velike količine kiseonika u atmosferu i čak učiniti da nebo privremeno postane intenzivnije plavo, smatra on.
Ali kada taj kiseonik nestane, Buridž kaže da će nebo postati „bijela, žućkasta, veoma vruća atmosfera, slična atmosferi Venere“.
Još kasnije u budućnosti, za oko pet milijardi godina, Sunce će početi ostajati bez goriva i postat će crveni džin.
„Kako se bliži kraj Zemlje, gubi se prvi sastojak, a to je plava svjetlost sa Sunca“, kaže Buridž.
„Kako Sunce počinje umirati i pretvara se u veoma, veoma, veoma crvenu, ogromnu zvijezdu, kakva god atmosfera da ostane na Zemlji imat će izrazito grimiznu nijansu“.
„Neće više biti živog bića na Zemlji koje bi to moglo vidjeti“, kaže Buridž.
„Nadamo se da će do tada ljudi već otići među zvijezde da negdje pronađu neko novo plavo nebo“.