ที่ใต้ทะเลลึก ผมของเมร่าไม่มีทางเป็นสีแดง - National Geographic Thailand

ที่ใต้ทะเลลึก ผมของเมร่าไม่มีทางเป็นสีแดง

ที่ใต้ทะเลลึก ผมของ เมร่า ไม่มีทางเป็นสีแดง

หลังชมภาพยนตร์ “Aquaman” จบ อีกหนึ่งตัวละครที่ถูกพูดถึงไม่น้อยไปกว่าอาเธอร์ เคอร์รี่ ลูกครึ่งมนุษย์และชาวแอตแลนติส หรือ Aquaman ตัวเอกของเรื่องก็คือ “เมร่า” พระธิดาของกษัตริย์ไรอัสแห่งดินแดนซีเบล 1 ใน 7 อาณาจักรใต้ทะเล ไม่ใช่แค่รูปร่างหน้าตาอันงดงามและเรือนผมสีแดงสดอันโดดเด่นของเธอที่ชนะใจคนดู แต่เมร่ายังมีความสามารถพิเศษในการควบคุมกระแสน้ำ ทั้งยังมีนิสัยเด็ดเดี่ยว มุ่งมั่นที่จะหยุดยั้งแผนการของวายร้ายในเรื่องให้ได้ ส่งผลให้ตัวละครหญิงตัวนี้กลายเป็นอีกหนึ่งตัวละครที่แฟนภาพยนตร์เทใจให้

ทว่าปัญหาก็คือ ในความเป็นจริง “ผมแดงเพลิง” ของเธอไม่มีทางเปล่งประกายเป็นสีแดงเช่นนั้นในน้ำ ปัญหานี้จะเกิดขึ้นกับเส้นผมของนางเงือกนามแอเรียล ในการ์ตูน “The Little Mermaid” เช่นกัน รวมไปถึงสีแดงในโลกใต้น้ำของภาพยนตร์ฮอลลีวูดอีกหลายเรื่อง เพราะไม่ว่ามหาสมุทรใดก็ตามสีแดงจะไม่ปรากฏ เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น? สีผมของเมร่าคือโอกาสอันดีที่จะทำความเข้าใจถึงการสะท้อนของแสงกันให้ลึกซึ้งมากยิ่งขึ้น

เมร่า
เมื่ออยู่บนบก สีผมของเมร่าจะเป็นสีแดงเพลิงดังที่เห็น ทว่าใต้น้ำสีที่เห็นจะต่างออกไป
ขอบคุณภาพจาก DCComics

 

เรามองเห็นสีได้อย่างไร?

ไอแซก นิวตันเคยกล่าวไว้ว่า สีสันต่างๆ ที่เรามองเห็น ไม่ใช่สีของวัตถุนั้นจริงๆ หากเป็นสีที่พื้นผิวของวัตถุนั้นๆ สะท้อนแสงกลับเข้ามาที่ตาเราต่างหาก

ปกติแล้วคลื่นแสงที่ดวงตามนุษย์มองเห็นจะอยู่ที่ช่วงประมาณ 400 – 800 nm (อ่านว่า นาโนเมตร) หากคลื่นแสงทั้งหมดสะท้อนเข้าดวงตาเราทั้งความยาวคลื่น สีที่เห็นก็จะปรากฏเป็นสีขาว แต่หากคลื่นแสงถูกดูดกลืนไปบางส่วนระหว่างกระทบกับวัตถุ แสงที่ตามองเห็นก็จะเกิดเป็นสีขึ้น เช่น พื้นผิวของแอปเปิลที่ดูดกลืนคลื่นแสงบางส่วนไว้ และสะท้อนกลับแต่คลื่นแสงช่วงที่เป็นสีแดง เราจึงเห็นว่าลูกแอปเปิลเป็นสีแดง หรือหากเราจ้องมองไปที่ใบไม้ คลอโรฟิลด์ในใบดูดกลืนคลื่นแสงช่วงสีฟ้าและช่วงสีแดงไว้ สะท้อนกลับออกมาแต่คลื่นแสงช่วงสีเขียว เราจึงเห็นใบไม้เป็นสีเขียว และหากพื้นผิวนั้นๆ ดูดกลืนคลื่นแสงทุกช่วงไว้ สีที่เราเห็นก็จะปรากฏเป็นสีดำ

“เรามองเห็นวัตถุนั้นๆ เป็นสีเหลือง ก็เพราะวัตถุนั้นสะท้อนคลื่นแสงช่วงสีเหลืองออกมาได้มากกว่าคลื่นแสงช่วงอื่นๆ แต่เพราะในดวงตาไม่มีเซลล์รับแสงสีเหลือง เซลล์รับแสงสีแดง และเขียวจึงทำหน้าที่แปลผลแทน เนื่องจากสีเหลืองอยู่ระหว่างคลื่นแสงสองช่วงนี้”

แล้วทำไมใครบางคนถึงไม่สามารถมองเห็นสีบางสีได้? หรือที่เรียกกันว่าโรคตาบอดสี ในดวงตาของเรามีเซลล์รับแสงรูปกรวยที่ทำหน้าที่บอกสมองว่าคลื่นแสงต่างๆ ที่สะท้อนเข้ามานั้นคือสีอะไร แบ่งเป็นเซลล์รับแสงสีแดง, เซลล์รับแสงสีน้ำเงิน และเซลล์รับแสงสีเขียว ในรายที่มีอาการตาบอดสีเกิดจากการทำงานผิดปกติของเซลล์ประสาทรับแสงสีบางชนิด ส่งผลให้พวกเขาไม่สามารถมองเห็นสีบางสีได้ ภาวะดังกล่าวนี้พบได้บ่อยกว่าในผู้ชาย โดยมีสัดส่วนอยู่ที่ 8% ของประชากรทั้งหมด และพบในผู้หญิงเพียงแค่ประมาณ 0.4% เท่านั้น

(เรามองเห็นสีต่างๆ ได้อย่างไร ชมการอธิบายประกอบอนิเมชั่นได้จากวิดีโอนี้)

 

สีใต้ทะเล

แต่สิ่งที่เกิดขึ้นในโลกใต้ทะเลนั้นต่างออกไป เมื่อแสงส่องลงมายังผืนน้ำ คลื่นแสงของสีบางช่วงจะถูกน้ำดูดกลืนหายไป โดยไล่เรียงจากคลื่นแสงที่มีพลังงานน้อยที่สุด หรือที่เรียกกันว่าความถี่  ซึ่งคือสีแดงนั่นเอง

เมร่า
เปรียบเทียบความยาวคลื่นแสงสีต่างๆ สีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุด พลังงานน้อยสุด ส่วนสีม่วงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด และมีพลังงานมากที่สุด
ขอบคุณภาพจาก https://www.sciencelearn.org.nz/resources/47-colours-of-light

เมื่อเราดำน้ำลึกลงไปเรื่อยๆ สีแดงบนพื้นผิวของวัตถุจะค่อยๆ จางหายไป และหายไปมากกว่า 90% ในระดับความลึก 5 เมตร ตามมาด้วยสีส้มที่ระดับความลึก 10 เมตร สีเหลืองที่ความลึก 20 เมตร สีเขียวอยู่ที่ 30 เมตร และสีสุดท้ายคือสีฟ้าที่ระดับ 60 เมตร เนื่องจากคลื่นแสงช่วงสีฟ้ามีพลังงานมากที่สุด และน้ำเองก็มีคุณสมบัติดูดกลืนคลื่นแสงสีฟ้าได้น้อยที่สุดด้วยเช่นกัน

ลึกกว่านี้ลงไปทุกอย่างจะเป็นสีดำ เมื่อคลื่นแสงทุกช่วงถูกดูดกลืนหายไป แต่ทั้งนี้บางสียังอาจมองเห็นได้มากกว่าหรือน้อยกว่าระดับความลึกที่ระบุ อันเนื่องมาจากปัจจัยอื่นประกอบเช่น ระยะห่างระหว่างตากับวัตถุ ยิ่งห่างมาก แม้จะไม่ลึกแต่สีที่เห็นก็จะซีดจางลงเช่นกัน เนื่องจากแสงต้องเดินทางไกลขึ้นกว่าจะมาสะท้อนเข้าดวงตาเรา และอีกหนึ่งในปัจจัยสำคัญก็คือสมองของเราเอง สมองจะชดเชยสีที่หายไป นั่นคือเหตุผลว่าทำไมบางครั้งนักดำน้ำยังคงรู้สึกว่าตนยังคงเห็นวัตถุนั้นๆ เป็นสีแดงอยู่ แม้จะซีดจางลงมากก็ตาม แต่หากใช้กล้องถ่ายภาพบันทึกไว้จะเห็นว่าสีจริงๆ ของวัตถุเปลี่ยนไปแล้ว และไม่เหมือนกับที่ดวงตาเราเห็น

ฉะนั้นแล้วหากฮอลลีวูดสร้างภาพยนตร์ตามหลักวิทยาศาสตร์จริงๆ เมื่อเมร่าดำน้ำสีผมของเธอจะเริ่มซีดลงๆ จากสีแดงสดกลายเป็นสีส้ม ต่อมาเรือนผมจะเริ่มเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล และกลายเป็นสีดำในที่สุด แน่นอนว่าผู้ชมคงหมดความสนุกระหว่างการชมภาพยนตร์เป็นแน่แท้ และโลกใต้น้ำของชาวแอตแลนติสคงไม่เต็มเปี่ยมไปด้วยสีสันอลังการดังที่ปรากฏในภาพยนตร์

ความงดงามของอาณาจักรแอตแลนติสใต้มหาสมุทร ในภาพยนตร์ Aquaman

(ชมการเปลี่ยนแปลงของสีต่างๆ ระหว่างดำน้ำลึกได้ที่วิดีโอนี้)

ถ้าเป็นเช่นนั้นทำไมสัตว์ใต้ทะเลลึกจึงมีสีแดง? ในเมื่อสีแดงไม่อาจปรากฏขึ้นได้ที่ระดับความลึกนั้น สมมุติว่าปลาสีแดงจากใต้ทะเลลึกว่ายขึ้นมาบนผิวน้ำ แน่นอนคุณย่อมเห็นว่ามันมีผิวสีแดง แต่ตามที่บอกข้างต้นสีแดงจะค่อยๆ จางหายไปเมื่อระดับความลึกเพิ่มขึ้น ฉะนั้นปลาใต้ทะเลลึกสีแดงที่เราเห็นผ่านภาพถ่ายที่นักวิจัยจับขึ้นมาได้ หรือถูกถ่ายจากใต้ทะเลด้วยแสงไฟประดิษฐ์ส่อง พวกมันจึงมีสถานะเป็นปลาสีดำตามธรรมชาติ แม้ว่าจะมีผิวที่สะท้อนคลื่นแสงช่วงสีแดงก็ตาม และอย่าลืมว่าที่ใต้ทะเลลึกนั้นแทบไม่มีแสงอาทิตย์ส่องถึง ฉะนั้นการพรางตัวกลมกลืนไปกับความมืดจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่าที่จะทำตัวโดดเด่น หากคุณต้องการอยู่รอด เพื่อสืบเผ่าพันธุ์

ส่วนในทะเลระดับความลึกไม่มาก สัตว์น้ำส่วนใหญ่จะมีผิวที่สะท้อนแสงสีฟ้า เพื่อช่วยในการพรางตัวและกลมกลืนไปกับน้ำทะเล เหล่านี้คือวิวัฒนาการที่บรรดาสิ่งมีชีวิตวิวัฒน์ขึ้นเพื่อปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมที่พวกมันอาศัยอยู่

แมงกะพรุนที่มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Atolla wyvillei อาศัยอยู่ที่ระดับความลึก 1,000 – 4,000 เมตร จากภาพสีแดงของมันปรากฏเมื่อนักดำน้ำฉายไฟใส่เพื่อถ่ายภาพ
ขอบคุณภาพจาก Edith A. Widder, Operation Deep Scope 2005 Exploration, NOAA-OE
เมร่า
ตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่าความลึกและการสะท้อนของแสงใต้ทะเลส่งผลต่อสีสันของสรรพสัตว์อย่างไร
ขอบคุณภาพจาก https://oceanexplorer.noaa.gov/facts/animal-color.html

 

อ่านเพิ่มเติม

โลกของ Aquaman กำลังจมขยะพลาสติก

 

แหล่งข้อมูล

MERA’S HAIR IS A LIE IN AQUAMAN – KINDA. COLOR + WATER = SCIENCE!

การมองเห็นสีของวัตถุ

Underwater Lighting Fundamentals

Colors Underwater

Red light does not reach ocean depths, so deep-sea animals that are red actually appear black and thus are less visible to predators and prey

 

เรื่องแนะนำ

วิทยาศาสตร์ว่าด้วยการจูบ

วิทยาศาสตร์ว่าด้วยการจูบ “จูบ คุณคิดว่าไม่สำคัญ แต่เมื่อคุณจูบฉัน ทำไมฉันสั่นไปถึงหัวใจ” จ๊วบบบบ…แต่รอยจูบอันแสนโรแมนติกอาจทำให้คุณรู้สึกอี๋ เมื่อทราบเบื้องหลังว่าการจูบแต่ละครั้งนั้นเป็นการแลกเปลี่ยนแบคทีเรียมากถึง 80 ล้านตัว ทว่าทำไมการจูบถึงยังคงถูกใช้ในการพรรณนาความรักผ่านบทเพลง บทกวีและภาพยนตร์มาหลายยุคหลายสมัย? พ่อกับแม่น่าจะเป็นคู่แรกที่แสดงให้เห็นว่าการจูบนั้นทำอย่างไร คุณซึมซับและเรียนรู้พฤติกรรมดังกล่าวมา แต่ใช่ว่าการจูบจะเป็นการแสดงออกซึ่งความรักที่เป็นสากล เพราะในวัฒนธรรมทั่วโลกมีเพียง 46% เท่านั้นที่นิยมการจูบ เช่นบนเกาะ Perry ชาวเอสกิโมมีวิธีการแสดงความรักด้วยการเอาจมูกชนกันแทน กลับมาโฟกัสที่วัฒนธรรมซึ่งการจูบเป็นเรื่องสำคัญ ผลการศึกษาชี้ว่ารอยจูบที่ไม่ประทับใจนั้นส่งผลให้เกิดความสัมพันธ์ที่ร้างราตามมาถึงในผู้หญิง 66% และในผู้ชายอีก 59% ทีนี้คุณคงเริ่มมองเห็นภาพแล้ว่าจูบนั้นสำคัญไฉน จากประวัติศาสตร์มีบันทึกเกี่ยวกับการจูบย้อนหลังไปไกลได้ถึง 3,500 ปีก่อน ในบันทึกภาษาสันสกฤต ที่นิยามไว้ว่าเป็นการแลกเปลี่ยนจิตวิญญาณ นอกจากนั้นวัฒนธรรมการจูบยังพบได้ในไบเบิ้ล, กามาสุตรา และอื่นๆ อีกมากมาย พฤติกรรมการจูบค่อนข้างหาได้ยากในสัตว์อื่นๆ นอกจากเราแล้วก็มีชิมแปนซีและลิงโบโนโบเท่านั้น มีทฤษฎีสนับสนุนการจูบว่าเป็นพฤติกรรมดึกดำบรรพ์ที่เราใช้ในการยอมรับบุคคลนั้นๆ เพราะเมื่อจูบคุณจะได้กลิ่นของคนๆ นั้นชัดเจนจากการนำจมูกมาใกล้กันมีหลายงานวิจัยระบุไว้ว่าการจูบส่งผลดีต่อร่างกาย เมื่อจูบร่างกายจะหลั่งสารเซโรโทนินที่ช่วยปรับอารมณ์ของคุณให้ดีขึ้นโดพามีนถูกผลิตสร้างความพึงใจให้แก่สมอง หัวใจคุณจะเต้นแรงขึ้นจากอะดรีนาลีน และสุดท้ายฮอร์โมนแห่งความรักความผูกพันนั่นคือออกซิโทซินจะถูกหลั่งออกมา ฉะนั้นแล้วไม่ว่าแบคทีเรียที่ถูกส่งต่อจะเยอะแค่ไหน ในเมื่อจูบกันมันดีขนาดนี้ ก็คุ้มค่าที่จะจูบโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าได้จูบคนที่เรารักด้วยแล้ว…จ๊วบบ   อ่านเพิ่มเติม วิทยาศาสตร์ว่าด้วยการตกหลุมรัก

หมีขอไม่ใช่หมี! และยังมีอีกเพียบที่ชื่อสามัญไม่ตรงความจริง

บางครั้งชื่อสามัญที่ใช้เรียกชื่อสัตว์ก็สร้างความสับสน เมื่อหมีขอไม่ใช่หมี แพนด้าแดงไม่ได้เป็นญาติกับแพนด้ายักษ์ และม้าน้ำก็ไม่ได้มีความเกี่ยวข้องใดๆ กับม้าเลย

ความรู้ประจำวัน: มหาสมุทรบนดาวอังคารหายไปไหน?

ความรู้ประจำวัน: มหาสมุทรบนดาวอังคารหายไปไหน? ภาพความแห้งแล้งของดาวเคราะห์สีแดงคือภาพที่คุ้นตาของดาวอังคาร แต่ย้อนกลับไปราว 3,500 ล้านปีก่อนดาวอังคารปกคลุมด้วยมหาสมุทร และมีชั้นบรรยากาศที่อบอุ่นไม่ต่างจากโลกของเรา เมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน ในช่วงเวลาที่ระบบสุริยะจักรวาลของเราถือกำเนิดขึ้น โลกและดาวอังคารก่อตัวขึ้นพร้อมๆ กันด้วยสารประกอบเดียวกันอย่าง คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน แต่สิ่งหนึ่งที่ต่างกันก็คือขนาด หากเทียบกันแล้วดาวอังคารมีขนาดเพียงลูกซอฟต์บอลเท่านั้น ในขณะที่โลกมีขนาดเท่าลูกโบว์ลิ่ง นั่นทำให้กว่าที่ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงจะเย็นตัวลงนั้นต้องใช้เวลาที่ต่างกันมาก และเมื่อดาวอังคารเย็นตัวลงแล้ว โลกของเรายังเต็มไปด้วยหินร้อนหลอมละลายอยู่เลย อีกหนึ่งความแตกต่างก็คือดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กที่คอยปกป้องตัวมันเช่นโลก นั่นทำให้ลมสุริยะจากดวงอาทิตย์ปะทะเข้ากับดาวอังคารตลอดเวลาและพัดพาเอาโมเลกุลขนาดเล็กออกไป จึงทำให้ดาวอังคารค่อยๆ สูญเสียมหาสมุทรไปเรื่อยๆ จนเวลาผ่านไปหลายล้านปี ในที่สุดดาวอังคารก็มีสภาพดังที่เราเห็นในปัจจุบัน   อ่านเพิ่มเติม จำลองการใช้ชีวิตบนดาวอังคาร

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate)

ในบรรดาสรรพสัตว์ที่อยู่บนโลกนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าร้อยละ 97 ของอาณาจักรสัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) คือกลุ่มสัตว์ที่ไม่มีกระดูกเป็นแกนกลางภายในร่างกาย ไม่มีไขสันหลัง (Spinal Cord) หรือกระดูกสันหลัง (Vertebrae) ซึ่งทำหน้าที่พยุงโครงสร้างของร่างกาย รวมถึงไม่สามารถสร้างและพัฒนากระดูกขึ้นเองได้ นอกจากนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดในโลกอีกด้วย คิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 97 ของสัตว์ทั้งหมดบนโลก โดยส่วนใหญ่จัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ขาปล้อง เช่น แมลงมีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าหนึ่งล้านชนิด ขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีกในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมีเพียง 5,000 และ 10,000 ชนิด ตามลำดับ เท่านั้น โครงสร้างของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีโครงสร้างทางร่างกายที่หลากหลาย การปราศจากกระดูกสันหลังและไขสันหลังเป็นแกนหลักของร่างกาย ส่งผลให้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีเปลือกแข็งห่อหุ้มอยู่ภายนอกร่างกายหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างแข็งภายนอก” (Exoskeleton) เพื่อป้องกันอวัยวะภายใน ในสัตว์บางชนิดมีระบบกล้ามเนื้อและช่องว่างภายในที่เต็มไปด้วยของเหลวหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างของเหลว” (Hydrostatic Skeleton) เป็นแกนหลักในการคงรูปร่างและบังคับควบคุมการเคลื่อนไหว เช่น แมงกะพรุนและหนอน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีระบบประสาทและเซลล์ประสาท (Neuron) เช่นกัน ถึงแม้ไม่มีกระดูกสันหลังที่ทำหน้าที่ปกป้องอวัยวะดังกล่าวเหมือนอย่างกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังก็ตาม วิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การย้อนรอยเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นเรื่องยากสำหรับวงการวิทยาศาสตร์ เนื่องจากซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล (Fossil) ไม่สามารถคงสภาพเนื้อเยื่อไว้ได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ขาดหลักฐานในการสืบค้นไปจนถึงจุดกำเนิดของสัตว์กลุ่มนี้ แต่จากการค้นพบฟอสซิลของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังครั้งแรก […]