Que imagem vem à cabeça quando você pensa em água? Uma bebida gelada e refrescante? Um oceano azul cristalino que se estende até o horizonte? Um lago refletindo as montanhas? Ou uma pequena lagoa com aparência escura e turva?
Provavelmente, você ficaria mais instigado a nadar em algumas dessas águas do que em outras. E as que parecem mais limpas provavelmente te atrairiam mais.
Mesmo que você não saiba, está aplicando conceitos da física, biologia e química para decidir se deve ou não dar um mergulho.
A cor da água nos dá informações sobre seu conteúdo. Como engenheira que estuda os recursos hídricos, tenho pensado em como posso usar a cor da água para ajudar as pessoas a entender quão contaminados estão os lagos e as praias, e se são seguros para nadar e pescar.
A luz e a cor da água
A água potável normalmente parece limpa, mas as lagoas, rios e oceanos estão cheios de partículas flutuantes. Podem ser pequenos fragmentos de terra, de rocha, de material vegetal ou outras substâncias.
Estas partículas são geralmente levadas para a água durante as tempestades. Toda a chuva que cai e não é absorvida pelo solo vira enxurrada, escorrendo morro abaixo e carregando materiais soltos pelo caminho até chegar a um corpo de água, como um rio, um lago.
As partículas presentes na água interagem com a radiação solar que incide sobre a superfície. Elas podem absorver esta radiação ou refleti-la em outra direção, em um processo conhecido como dispersão.
O que vemos com os nossos olhos é uma fração da radiação que é refletida para fora da superfície da água. Isso afeta consideravelmente a nossa percepção da água, inclusive sua cor.
Dependendo das propriedades das partículas na água, elas vão absorver e dispersar a radiação em diferentes comprimentos de onda. O comprimento de onda de luz determina a cor que vemos na água.
Em águas com grande quantidade de sedimentos, como o rio Missouri, nos Estados Unidos, apelidado de “Grande Lodo”, a luz que bate nela é refletida de volta com tons que vão do amarelo ao vermelho. Isso faz com que a água seja vista alaranjada e turva.
Em águas mais limpas e puras, a luz é refletida no tom de azul, o que faz com a gente veja essa cor.
Um exemplo muito conhecido é o lago Crater, em Oregon, nos Estados Unidos, que fica localizado em uma cratera vulcânica e é alimentado apenas pela chuva e pela neve, sem receber água carregada de sedimentos.
As águas profundas, como as do lago Crater, costumam ter um tom azul-escuro, enquanto as águas rasas e mais claras, como as das ilhas do Caribe, aparecem com um tom de azul-turquesa. Isso acontece porque a luz se reflete no fundo branco e arenoso.
Quando a água contém muita matéria vegetal, a clorofila (um pigmento que as plantas produzem em suas folhas) absorve a luz azul e reflete a luz verde.
Isso geralmente acontece em águas que recebem escoamentos de áreas muito urbanizadas, como o lago Okeechobee, perto de Miami, na Flórida.
Esse escoamento contém fertilizantes de fazendas e jardins, compostos por nutrientes que impulsionam o crescimento das plantas na água.
Por fim, algumas águas apresentam uma grande quantidade de matéria orgânica dissolvida, proveniente de organismos e plantas em decomposição, e também de dejetos humanos e animais.
Isso pode acontecer em áreas de floresta com muita vida selvagem e em áreas densamente povoadas, onde o esgoto é despejado em córregos e rios.
Esse material absorve a maior parte da radiação e reflete pouquíssima luz, o que faz com que a água pareça escura.
Crescimento de algas nocivas
Os cientistas esperam que a água na natureza contenha sedimentos, clorofila e matéria orgânica. Esses elementos ajudam a sustentar todos os organismos vivos na água, desde pequenos micróbios até os peixes que comemos. Mas o excesso de alguma dessas substâncias pode se tornar um problema.
Por exemplo, quando a água contém muitos nutrientes e esquenta em dias ensolarados, o crescimento das plantas pode sair do controle.
Às vezes, isso leva ao crescimento excessivo de algas nocivas, formando colunas de algas tóxicas que podem causar doenças em pessoas que nadam na água ou consomem o peixe que vem dela.
Quando as águas ficam tão poluídas a ponto de ameaçar os peixes, as plantas e as pessoas que a consomem, as leis estaduais e federais (nos EUA) determinam que os governos tomem providências para limpá-las. E a cor da água pode ajudar a orientar esses esforços.
Meus alunos e eu coletamos amostras de água no lago High Rock, um lugar bastante procurado para nadar, passear de barco e pescar no centro da Carolina do Norte.
Por causa dos altos níveis de clorofila, o crescimento de algas tem se tornado cada vez mais comum, o que gera preocupação em moradores e visitantes, que têm medo de que essas proliferações se tornem prejudiciais.
Usando imagens de satélites do lago e os dados das amostras que coletamos, conseguimos gerar mapas da qualidade da água.
As autoridades estaduais usam esses mapas para monitorar os níveis de clorofila e observar como eles variam ao longo do tempo e espaço. Essas informações podem ajudar a alertar a população sobre o crescimento excessivo de algas e criar novas regras para tornar a água mais limpa.