Warum wirkt Wasser auf uns blau?

71% der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Und meist erscheint es uns in einem bezaubernden Blau. Doch warum ist das so?

Wasser selbst ist farblos. Es ist transparent und lichtdurchlässig, ohne eine spezifische Farbe anzunehmen. Aber sobald wir größere Mengen Wasser betrachten, z. B. einen See, nehmen wir eine blaue bis türkisfarbene Tönung wahr. Diese Veränderung hat mehrere Ursachen, die miteinander interagieren.

Um zu verstehen, warum Wasser blau erscheint, müssen wir zunächst einen Blick auf das Licht werfen, das auf die Wasseroberfläche trifft. Sonnenlicht besteht aus verschiedenen Farben, die zusammen weißes Licht ergeben. Diese Farben haben unterschiedliche Wellenlängen. Wenn Licht auf Wasser trifft, wird es in verschiedene Richtungen gestreut. Dieser Prozess wird als „Rayleigh-Streuung“ bezeichnet.

Rayleigh-Streuung tritt vor allem bei kürzeren Wellenlängen auf, wie sie für blaues Licht typisch sind. Blaues Licht wird stärker gestreut, als Licht mit längeren Wellenlängen (wie rot oder gelb). Deshalb erscheint z. B. der Himmel blau. Derselbe Effekt trägt dazu bei, dass auch Wasser blau erscheint: Das gestreute blaue Licht wird in unsere Augen reflektiert, was uns die Wasseroberfläche blau wahrnehmen lässt.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Absorption von Licht durch das Wasser selbst. Wasser absorbiert Licht, aber nicht gleichmäßig über alle Wellenlängen. Rotes Licht wird stärker absorbiert, als blaues Licht. Das bedeutet, je tiefer das Licht in das Wasser eindringt, desto mehr von den roten und gelben Wellenlängen wird absorbiert, während das blaue Licht reflektiert und in unsere Augen zurückgeworfen wird. Dieser Effekt verstärkt den blauen Eindruck besonders in tiefem Wasser.

Während die Rayleigh-Streuung und die Absorption die Hauptgründe für die blaue Erscheinung des Wassers sind, gibt es weitere Faktoren, die die Farbe beeinflussen können. Schwebstoffe, Algen und andere Partikel im Wasser können Licht auf verschiedene Weise streuen und absorbieren, wodurch das Wasser grünlicher oder brauner erscheinen kann. Auch der Himmel spielt eine Rolle: Ein klarer blauer Himmel verstärkt den blauen Eindruck des Wassers, während ein bewölkter Himmel das Wasser grauer erscheinen lässt.

Das Zusammenspiel von Lichtstreuung, Lichtabsorption und Reflexion macht Wasser in größeren Mengen blau. Diese optischen Phänomene sind ein wunderbares Beispiel dafür, wie unsere Wahrnehmung von Farbe durch physikalische Prozesse beeinflusst wird. Das faszinierende Blau des Wassers ist eine Kombination aus der Natur, des Lichts und den Wassereigenschaften selbst – eine beeindruckende Illusion.