Tại sao màu xanh lam rất hiếm trong tự nhiên?

0
283

Khi bạn nhìn lên bầu trời xanh từ trên cao hoặc nhìn qua sự rộng lớn dường như vô tận của đại dương xanh, bạn có thể nghĩ rằng màu xanh lam là màu phổ biến trong tự nhiên.

Nhưng trong số tất cả các màu sắc được tìm thấy trong đá, thực vật và hoa, hoặc trong lông, lông vũ, vảy và da của động vật, màu xanh lam hiếm một cách đáng ngạc nhiên.

Ếch phi tiêu độc, màu xanh sáng phát ra cảnh báo cho những kẻ săn mồi rằng con vật này có chất độc. (Ảnh: Lillian King / Getty Images)
Ếch phi tiêu độc, màu xanh sáng phát ra cảnh báo cho những kẻ săn mồi rằng con vật này có chất độc. (Ảnh: Lillian King / Getty Images)

Nhưng tại sao màu xanh lam lại rất hiếm? Câu trả lời bắt nguồn từ hóa học và vật lý học về cách màu sắc được tạo ra – và cách chúng ta nhìn thấy chúng.

Con người nhìn thấy màu sắc như thế nào?

Chúng ta có thể nhìn thấy màu sắc bởi vì mỗi đôi mắt của chúng ta chứa từ 6 triệu đến 7 triệu tế bào nhạy cảm với ánh sáng được gọi là tế bào hình nón. Có ba loại tế bào hình nón khác nhau trong mắt của người có thị lực màu bình thường, và mỗi loại tế bào hình nón nhạy cảm nhất với một bước sóng ánh sáng cụ thể: đỏ, lục hoặc lam. Thông tin từ hàng triệu tế bào hình nón truyền đến não của chúng ta dưới dạng tín hiệu điện, giao tiếp tất cả các loại ánh sáng được phản xạ bởi những gì chúng ta nhìn thấy, sau đó được hiểu là các sắc thái màu khác nhau.

Khi chúng ta nhìn vào một vật thể đầy màu sắc, chẳng hạn như viên sapphire lấp lánh hoặc một bông hoa cẩm tú cầu rực rỡ “vật thể đó đang hấp thụ một phần ánh sáng trắng chiếu vào nó; bởi vì nó hấp thụ một phần ánh sáng, phần còn lại của ánh sáng phản xạ có một màu sắc”, nhà văn khoa học Kai Kupferschmidt, tác giả của” Blue: In Search of Nature’s Rest Colour “(Thử nghiệm, 2021), nói với Live Science.

Kupferschmidt cho biết: “Khi bạn nhìn thấy một bông hoa màu xanh lam – ví dụ, một bông hoa ngô – bạn sẽ thấy bông hoa có màu xanh lam vì nó hấp thụ phần màu đỏ của quang phổ,” Kupferschmidt nói. Hay nói một cách khác, hoa có màu xanh lam vì màu đó là một phần của quang phổ mà hoa không nhận được, Kupferschmidt đã viết trong cuốn sách khám phá khoa học và bản chất của màu sắc phổ biến này.

Trong cuốn sách "Blue", tác giả Kai Kupferschmidt khám phá khoa học đằng sau màu sắc khó nắm bắt này.
Trong cuốn sách “Blue”, tác giả Kai Kupferschmidt khám phá khoa học đằng sau màu sắc khó nắm bắt này.

Trong quang phổ khả kiến, màu đỏ có bước sóng dài, có nghĩa là nó có năng lượng rất thấp so với các màu khác. Kupferschmidt cho biết, để một bông hoa có màu xanh lam, “nó cần có khả năng tạo ra một phân tử có thể hấp thụ một lượng rất nhỏ năng lượng”, để hấp thụ phần màu đỏ của quang phổ.

Việc tạo ra các phân tử như vậy – rất lớn và phức tạp – là điều khó khăn đối với thực vật, đó là lý do tại sao hoa màu xanh lam chỉ chiếm dưới 10% trong số gần 300.000 loài thực vật có hoa trên thế giới. Adrian Dyer, phó giáo sư và nhà khoa học thị giác tại Hoàng gia Melbourne Viện Công nghệ ở Melbourne, Úc, nói với Công ty Phát thanh Truyền hình Úc vào năm 2016.

Xem thêm: 10 sự thật thú vị về đôi mắt của bạn và cách chúng ta nhìn thế giới

Màu xanh lam của khoáng chất được tạo ra như thế nào?!

Đối với khoáng chất, cấu trúc tinh thể của chúng tương tác với các ion ( nguyên tử hoặc phân tử tích điện) để xác định phần nào của quang phổ bị hấp thụ và phần nào bị phản xạ. Khoáng chất lapis lazuli, chỉ được khai thác ở Afghanistan và tạo ra ultramarine sắc tố xanh hiếm, chứa các ion trisulfide – ba nguyên tử lưu huỳnh liên kết với nhau bên trong một mạng tinh thể – có thể giải phóng hoặc liên kết một electron.

Azurite là một khoáng chất hydroxit đồng cacbonat được biết đến với màu xanh lam đậm. Ảnh: Serge Briez / capmediations / Getty Images
Azurite là một khoáng chất hydroxit đồng cacbonat được biết đến với màu xanh lam đậm. Ảnh: Serge Briez / capmediations / Getty Images

Kupferschmidt cho biết: “Sự khác biệt về năng lượng là điều tạo nên màu xanh lam.

Màu xanh lam rất hiếm ở động vật 

Màu xanh lam của động vật không đến từ sắc tố hóa học. Thay vào đó, chúng dựa vào vật lý để tạo ra vẻ ngoài màu xanh lam. Bướm cánh xanh trong chi Morpho có cấu trúc nano phức tạp, nhiều lớp trên vảy cánh của chúng điều khiển các lớp ánh sáng để một số màu triệt tiêu lẫn nhau và chỉ có màu xanh lam được phản chiếu; một hiệu ứng tương tự cũng xảy ra trong các cấu trúc được tìm thấy trong lông của loài giẻ cùi xanh ( Cyanocitta cristata ), vảy của loài tang xanh ( Paracanthurus hepatus ) và các vòng nhấp nháy của loài bạch tuộc vành xanh có nọc độc ( Hapalochlaena maculosa ).

Sắc xanh ở động vật có vú thậm chí còn hiếm hơn ở chim, cá, bò sátcôn trùng. Một số cá voicá heo có da hơi xanh; các loài linh trưởng như voọc mũi hếch vàng (Rhinopithecus roxellana ) có mặt da xanh; và mandrills ( nhân sư Mandrillus ) có mặt màu xanh lam và phần đuôi phía sau màu xanh lam. Tuy nhiên, bộ lông – một đặc điểm chung của hầu hết các loài động vật có vú trên cạn – không bao giờ có màu xanh lam sáng tự nhiên (ít nhất, không phải trong ánh sáng nhìn thấy. Các nhà nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng lông thú mỏ vịt phát sáng với sắc thái sống động như xanh lam và xanh lục khi tiếp xúc với tia cực tím (UV), Live Science đã báo cáo trước đó ).

Bạch tuộc vòng xanh có nọc độc cao. Ảnh: Belive / Getty Images
Bạch tuộc vòng xanh có nọc độc cao. Ảnh: Belive / Getty Images

Nhưng cần rất nhiều công sức để tạo ra màu xanh lam này, và vì vậy câu hỏi trở thành: Lý do tiến hóa tạo ra màu xanh lam là gì? Động cơ là gì?” Kupferschmidt cho biết. “Điều hấp dẫn khi bạn đi sâu vào những thế giới động vật này luôn là, ai là người nhận thông điệp này và họ có thể nhìn thấy màu xanh không?”

Ví dụ, trong khi con người có ba loại thụ thể cảm nhận ánh sáng trong mắt chúng ta, loài chim có loại thụ thể thứ tư để cảm nhận ánh sáng UV. Kupferschmidt giải thích rằng những chiếc lông có màu xanh lam đối với mắt người “thực sự phản chiếu tia UV nhiều hơn ánh sáng xanh”. Theo lý do đó, những con chim mà chúng ta gọi là chim vú xanh ( Cyanistes caeruleus ) “có thể sẽ tự gọi chúng là ‘vú UV’, bởi vì đó là những gì chúng hầu như chỉ nhìn thấy,” ông nói.

Về mặt ngôn ngữ, từ “Xanh Lam” cũng xuất hiện rất muộn

Theo Kupferschmidt, vì sự khan hiếm của màu xanh lam trong tự nhiên, từ “màu xanh lam” là từ xuất hiện muộn hơn với các ngôn ngữ trên thế giới, xuất hiện sau các từ chỉ màu đen, trắng, đỏ và vàng.

“Một giả thuyết cho điều này là bạn thực sự chỉ cần đặt tên cho một màu khi bạn có thể nhuộm mọi thứ – một khi bạn có thể tách màu khỏi đối tượng của nó. Nếu không, bạn không thực sự cần tên cho màu”, ông giải thích. “Việc nhuộm mọi thứ màu xanh lam hoặc tìm ra sắc tố xanh lam đã xảy ra rất muộn ở hầu hết các nền văn hóa, và bạn có thể thấy điều đó trong ngôn ngữ học.”

Bộ lông màu xanh lam rực rỡ của các loài chim, chẳng hạn như của vẹt đuôi dài Spix ( Cyanopsitta spixii ), nhận được màu sắc của nó không phải từ sắc tố mà từ các cấu trúc trong lông vũ phân tán ánh sáng.Ảnh: Wera Rodsawang / Getty Images
Bộ lông màu xanh lam rực rỡ của các loài chim, chẳng hạn như của vẹt đuôi dài Spix ( Cyanopsitta spixii ), nhận được màu sắc của nó không phải từ sắc tố mà từ các cấu trúc trong lông vũ phân tán ánh sáng. Ảnh: Wera Rodsawang / Getty Images

Việc sử dụng thuốc nhuộm màu xanh lam sớm nhất có từ khoảng 6.000 năm trước ở Peru, và người Ai Cập cổ đại đã kết hợp silica, oxit canxi và oxit đồng để tạo ra một sắc tố màu xanh lam lâu dài được gọi là irtyu để trang trí các bức tượng, các nhà nghiên cứu đưa tin ngày 15/1 trên tạp chí Biên giới trong Khoa học Thực vật. Ultramarine, một loại đất có sắc tố xanh sống động từ lapis lazuli, quý như vàng ở châu Âu thời trung cổ, và được dành chủ yếu để minh họa các bản thảo được chiếu sáng.

Sự hiếm có của màu xanh lam có nghĩa là mọi người đã xem nó như một màu sắc có vị thế cao trong hàng nghìn năm. Theo nghiên cứu của Frontiers in Plant Science, màu xanh lam từ lâu đã được liên kết với vị thần Hindu Krishna và với Đức mẹ đồng trinh Kitô giáo, và các nghệ sĩ nổi tiếng lấy cảm hứng từ màu xanh lam trong tự nhiên bao gồm Michelangelo, Gauguin, Picasso và Van Gogh, theo nghiên cứu của Frontiers in Plant Science.

Các nhà khoa học viết: “Sự khan hiếm tương đối của màu xanh lam trong các sắc tố tự nhiên có thể thúc đẩy niềm đam mê của chúng tôi.”

Xem thêm: Sự thật thú vị về màu sắc

Nguồn:
_https://www.livescience.com/why-blue-rare-in-nature.html

Bình luận bằng Facebook

comments