为什么冰川冰看起来是蓝色的?

Question

在冰川、冰山和裂缝中观察到的冰的颜色通常是蓝色的。然而，冰块和工业用的冰块是完全透明的，否则就是白色的。

所以。为什么冰川冰看起来是蓝色的?

下面是一些例子:

冰块

冰川冰

PS:作为一名冰川学家，这个问题我收到了很多，在谷歌搜索之后，我发现答案并不完全令人满意，所以我决定在这里以问答的形式分享我的答案。

Answer 1

简单的回答是:因为冰是蓝色的．
现在我们必须解释为什么它在冰块和工业冰块上看起来完全透明。

这与大多数透明材料不是完全透明的事实有关，而是吸收(和/或散射)部分照射到它们的光。当一种特定颜色的透明度更好时(波长)，这种材料看起来就会是那种颜色，就像彩色玻璃在穿过它的白光下会产生一种色调一样。

现在重要的事实是，这种“着色”效果越厚的材料越强。让我们以一个标准的玻璃杯为例:当透过它看时，它似乎是完全透明的，因为它的厚度太小，以至于它的颜色不明显。然而，如果你看玻璃的边缘，它看起来是绿色的，这表明玻璃确实是绿色的，但只有当透过足够厚的部分时才会被注意到。

(图片摄于peakglass.ca）

同样，冰川的冰是蓝色的，但只有当你看到的那块冰足够厚时，才能欣赏到蓝色。我们可以在下面的冰山图片中看到这种效果，不同厚度的部分显示出从透明到蓝色的颜色梯度。

剩下的问题是:为什么冰川不总是蓝色的?我们知道，许多冰山(和雪)是白色的。

这里的关键是“泡沫”。原因是，在冰/空气的每个界面上，部分光线被反射，只有一小部分通过。因此，一块冰上的气泡越多，进入冰层深处的光线就越少。因此，当你从更多的气泡冰中观察光线时，大部分光线会穿过更少的冰，因此获得蓝色的距离就更小。我做了这个图来帮助理解这个想法:

在左边，一块只有很少气泡的冰可以在冰中穿过更长的路径，在发出的光中产生明显的蓝色。相反，在右边，如果有很多气泡，光就会立即反弹回来，只有一个非常微妙的色调，或者根本没有色调。

雪是这方面的一个极端，因为它主要是空气(气泡)，只有一些小块的冰，这就是为什么它看起来那么白。

有趣的是:这些深蓝色的冰块最初是雪。但当积雪堆积时，顶部积雪的重量将其压实，将空气挤出，使其从雪变成积雪直到你最终达到一大块冰的密度(有气泡)。在大冰川中，数百米或数千米厚的冰可以施加这样的压力，使气泡空间变得越来越小，直到它们消失，空气溶解在冰中。
因此，这意味着一块冰越蓝(没有气泡)，它就越来自冰川深处……这意味着它也来自冰川盆地的更深处，因此它更古老。所以，现在你可以通过颜色来识别深冰。

举一个更熟悉的例子，说明添加气泡如何将带有色调的透明物质变成白色，以蛋白为例，蛋白是带有淡黄色的透明物质。但在搅拌的过程中，加入气泡，它就会变成纯白色的蛋白霜。

然而，有一个技巧甚至可以使看似白色的雪的蓝色明显。如果你让一束光多次反射在它上面，每次它都会穿过一点冰，每次都有一点蓝色，经过足够多的反射，它看起来无疑是蓝色的。这就是你在观察雪洞入口或冰川裂缝时所看到的。来自洞穴深处的光在墙壁上反弹了很多次，变得更蓝了:(图片摄于outdoorlifenorway.com）