Как-то в конце апреля, гуляя по пляжу Мальорки, я заметил необычные отражения, образованные на морском дне плавучими островками песка. Откуда взялись эти островки и почему их тени на дне имели яркую бахрому по краям?
1. Это явление очень специфическое и, возможно, более характерно для западного побережья Британских островов, нежели для Мальорки. Песок должен быть чистым, сухим и переноситься ветром — таким, который формирует дюны. Гонимый ветром песок летит в нескольких десятках сантиметров над пляжем, и часть его удерживает любая поверхность, встречающаяся на его пути, в том числе и спокойное море.
Сухому песку требуется несколько минут, чтобы намокнуть. И поначалу существует «краевой угол смачивания» между поверхностью воды/воздуха и поверхностью песчинки. В результате песчинка будет «сидеть» на поверхности воды как на трамплине. Поверхностное натяжение толкает смежные песчинки друг к другу. Они формируют некое подобие плота. Вокруг этих «песчаных островов» вода с успехом создает выпуклые цилиндрические линзы.
Если глубина воды под песчаным островком близка к фокусному расстоянию этой линзы, тогда изображение Солнца проецируется в виде линии вокруг тени на дне, как видел автор вопроса. В конце концов песчаные островки намокают и тонут.
2. Явление, которое описывает автор вопроса, связано с поверхностным натяжением. Когда песок приземляется на поверхность воды, он давит на нее, так что уровень воды под «песчаным островом» чуть ниже, чем уровень окружающей воды, что заставляет поверхность искривляться между двумя уровнями. Это создает такой же эффект, как и выпуклая линза, фокусируя солнечный свет на дне, чтобы создать яркую кромку вокруг тени островка.
Другой пример такого же эффекта наблюдают вокруг водных насекомых, известных как водомерки, которые отбрасывают непропорционально огромную и пятнистую тень с серебряным сиянием вокруг. Это происходит потому, что свет, который мы обычно рассчитываем увидеть прямо под водомеркой, преломляется изогнутой поверхностью воды, и тень увеличивается.
