赤橙黄绿青蓝紫，哪个是湖水的颜色？

　　炎炎夏日，骄阳似火，仿佛要把一切都烤干。这样的天气里，出游看水，恐怕是最好的选择。除了一望无际的大海，波涛滚滚的江河之外，碧波荡漾的湖泊，也是个不错的选择。自然造物鬼斧神工，你可知道，一汪湖水也可以有五颜六色？
　　纳特隆湖
　　（Lake Natron）
　　纳特隆湖（Lake Natron）是坦桑尼亚北部临近肯尼亚边境的一个内陆湖。由东非大裂谷的断层陷落形成，南北长54公里，东西宽24公里，水深小于10米。有食盐、天然碱、菱镁矿等资源。东南边缘有海拔2,944米的伦盖伊火山（Ol Doinyo Lengai）。湖水来自埃瓦索恩吉罗河和含丰富矿物质的温泉，水温可高达50摄氏度，湖水蒸发使湖泊有高浓度的矿物质，其pH值可高达9至10.5，是世界上碱性最强的湖泊。
　　图1 纳特隆湖（Lake Natron），
　　位于坦桑尼亚北部临近肯尼亚边境处。
　　(图源：http://www.worldeasyguides.com/africa/tanzania/lake-natron/where-is-lake-natron-on-map-tanzania/）
　　图2 纳特隆湖（Lake Natron）俯瞰图。
　　（图源：NASA）
　　高温和强碱性并没有让这里成为生命的荒漠，一些嗜盐生物和藻类仍可以在水中生存。其中，一种蓝藻（Cyanobacteria）产生的红色辅助光合色素（Red accessory photosynthesizing pigment），把湖水染成了深红色。
　　图3 纳特隆湖内蓝藻大量繁殖，产生的色素使湖水呈现出鲜红的颜色。
　　(图源：https://www.atlasobscura.com/places/lake-natron）
　　纳特隆湖丰富的藻类为火烈鸟提供了食物，每年会吸引超过250万只火烈鸟在此筑巢繁殖，使这里成为知名的火烈鸟繁殖地。因此，保护纳特隆湖的环境对于生态系统至关重要。
　　图4 藻类的生长给火烈鸟提供了良好的筑巢繁殖条件，每年约有250万只火烈鸟在此筑巢繁殖。
　　(图源：https://www.atlasobscura.com/places/lake-natron/)
　　红湖
　　（Red Lagoon）
　　红湖（Red Lagoon），又称科罗拉达湖（Laguna Colorada），是位于玻利维亚西南部的一个浅滩咸水湖。其平均水深1m，从远处望去，湖水呈现出一片鲜红色。
　　图5 红湖（Red Lagoon），
　　位于玻利维亚西南部，临近智利边界。
　　（图源：https://www.boliviasaltflat.com/laguna-colorada/）
　　民间传说，湖水的红色是神灵的鲜血。但实际上，它是由水中的红色沉积物和藻类造成的。这里的湖水中富含钠、镁、硼砂和石膏等物质，为浮游生物的生长提供了良好的条件，其中包含一种红藻（Red algae），为湖水染上了红色。
　　图6 湖水与蓝天和远处白雪覆盖的安第斯山脉，相映成趣。
　　（图源：https://www.salardeuyuni.com/laguna-colorada/）
　　此外，这里还是火烈鸟的家园。全世界六种火烈鸟中有三种都可以在这里见到：詹姆斯火烈鸟、智利火烈鸟和安第斯火烈鸟。有趣的是，火烈鸟出生时的羽毛是灰色和白色的，它们的食物中含有一种叫做角黄素（Canthaxanthin）的天然粉色染料把它们的羽毛染成粉色。而红湖为它们提供了丰富的食物。
　　图7 红湖水呈鲜红色，
　　这是湖中红色的沉积物和藻类所造成的。
　　（图源：https://tiplr.com/tips/south-america/chile/tarapaca-region/camina/the-mysterious-red-lagoon-in-chile/）
　　绝妙的美景，使这里与乌尤尼盐沼并列，被誉为＂玻利维亚最令人难以置信的自然奇迹（ Bolivia’s most incredible natural wonder. ）＂。
　　图8 红湖中栖息的火烈鸟。
　　其中最为稀有的詹姆斯火烈鸟，曾经一度被认为已经灭绝。
　　（图源：https://uyunisaltflat.com/red-lagoon）
　　达罗尔火山硫磺池
　　（Pools of sulphuric acid, Dallol）
　　达罗尔火山硫磺池（Pools of sulphuric acid, Dallol）位于非洲埃塞尔比亚（Ethiopia）阿法尔三角地区北部Danakil凹陷（Danakil Depression）的达罗尔火山（Dallol Volcano）处。这里是一个火山爆发坑，火山低于海平面85米，是地球上最低的陆地火山。
　　图9 达罗尔火山,
　　位于非洲埃塞俄比亚北部临近边境处。
　　（图源：百度地图）
　　火山喷发产生的二氧化硫和硫化氢气体相遇后发生反应，生成的硫磺在火山口附近富集下来，与地下涌出的泉水交相辉映。
　　图10 火山喷发产生的硫化氢和二氧化硫气体形成硫单质沉淀，变成硫磺。
　　(图源：https://www.sciencealert.com/this-ethiopian-sulfur-spring-is-one-of-the-hottest-and-most-inhospitable-places-on-earth）
　　达罗尔火山在地面呈现出泉涌、盐池、间歇泉、盐类结晶和硫磺沉积等地貌景观，这些奇异景观的成因主要是其位于火山活动活跃地区，地下高矿化度温泉持续供给，地面快速蒸发驱动的结晶过程，在较长的时间跨度内逐渐形成了该地貌景观，同时也产生了大量的工业价值盐矿。诡异的地形具有绿色、红色、黄色和白色等色彩，多彩的颜色主要来源于硫磺、氯化物和多种氧化物的相互作用。同时在温泉中，黄绿色的泉水酸性极强，但就是在如此恶劣的环境中，科学家依然检测到了生命的存在，不禁让人感叹生命的坚韧。
　　图11 地下涌出的泉水与硫磺沉积交相辉映。
　　（图源：https://www.ynetnews.com/articles/0,7340,L-4735446,00.html）
　　青海大柴旦翡翠湖
　　（Emerald Lake）
　　大柴旦翡翠湖位于青海省海西蒙古族藏族自治州大柴旦行政区大柴旦镇境内，面积15平方公里，属硫酸镁亚型盐湖。独特的盐湖风貌，使这里成为当地最具代表性的景点之一。因湖中含钾、镁、锂等金属元素和卤化物，随着湖水矿物质含量的变化，盐床呈现出淡青、翠绿或深蓝交替的色彩，与湖里盐花辉映，宛如翡翠，所以称为翡翠湖。
　　电影《送你一朵小红花》就在这里取景。这片盐湖，就是电影主人公魂牵梦绕的那片湖泊。
　　图12 大柴旦翡翠湖，
　　位于青海省北部海西蒙古族藏族自治州大柴旦行政区大柴旦镇境内，是一个盐矿开采后形成的人工湖。
　　（图源：百度地图）
　　图13、14 青海大柴旦翡翠湖航拍图，
　　湖水或碧绿、或湛蓝。
　　（航拍|魏晋）
　　图15 纯净的湖水，美丽的风光，使这里成为旅游打卡地
　　（图源：小红书@Fancy7711）
　　四川九寨沟
　　（Jiuzhaigou）
　　九寨沟位于四川省西北部阿坝藏族羌族自治州九寨沟县漳扎镇境内，系长江水系嘉陵江上游白水江源头的一条大支沟。沟内山谷深切，高差悬殊，遍布着大大小小108个高山湖泊，是享誉世界的自然旅游景区，拥有＂世界自然遗产、世界生物圈保护区＂等多项国际桂冠。其风景秀丽，尤以众多湖泊和瀑布群最为著名，在民间流传有＂九寨归来不看水＂的美誉。
　　图16 九寨沟，
　　位于四川省北部的阿坝藏族自治州，成都北部约400km处。形态各异的海子（湖）像珍珠一样，穿插成串，异彩纷呈。
　　（图源：百度地图、九寨沟景区游览图）
　　＂一座座雪峰插入云霄，峰顶银光闪闪，大大小小的湖泊，像颗颗宝石镶嵌在彩带般的沟谷中，湖水清澈见底，湖底石块色彩斑斓。从河谷至山坡，遍布着原始森林。每当天气晴朗时，蓝天、白云、雪峰、森林，都倒映在水中，构成了一幅幅五彩缤纷的图画……＂这是小学语文课文《九寨沟》中的句子，描述的真是一个人间仙境。
　　图17 九寨沟的湖水或湛蓝、
　　或碧绿，平静如镜，清澈见底。
　　（图源：作者摄）
　　有学者对九寨沟湖水颜色的形成机制进行了研究。研究结果显示，九寨沟地区水体内含有大量的碳酸钙，碳酸钙沉积成为钙华。湖水中的悬浮碳酸钙颗粒对可见光的具有选择性的反射和散射作用。相比于其他湖泊，九寨沟湖泊水体对蓝绿光的反射比例显著高于长波长的红光。因此，湖水看上去呈蓝绿色。
　　此外，水质也对湖水的颜色有着重要影响。水质会影响钙华沉积与光线的吸收、反射。因此保护水质，对维持九寨沟美景至关重要。
　　图18 湖水对蓝绿色光线的反射，
　　使我们看到的湖泊呈蓝绿色。
　　（图源：作者摄）
　　黄龙
　　（Huanglong Area）
　　黄龙风景名胜区位于四川省阿坝藏族羌族自治州松潘县，面积700平方公里。是中国唯一保护完好的高原湿地，与九寨沟相距100千米，海拔1700-5588米。其最高峰岷山主峰雪宝峰，海拔5588米，终年积雪，是中国存有现代冰川的最东点。
　　黄龙景区以彩池、雪山、峡谷、森林＂四绝＂著称于世，再加上滩流、古寺、民俗称为＂七绝＂。主要景观集中于长约3.6公里的黄龙沟，沟内遍布碳酸钙华沉积。并呈梯田状排列，以丰富的动植物资源享誉人间，享有＂世界奇观＂、＂人间瑶池＂等美誉，当地藏民称之为＂东日·瑟尔峻＂，意为东方的海螺山（指雪宝山）、金色的海子（指黄龙沟）。
　　图19 黄龙风景区，
　　位于九寨沟县西南方向100km处，
　　其主景区黄龙沟，由一条钙华滩和一系列彩池组成，
　　从空中俯瞰，如同一条黄色巨龙。
　　（图源：百度地图）
　　黄龙的代表性景观之一当属五彩池。其海拔3576米，池群面积21000平方米，有彩池693个，是黄龙沟内最大的一组彩池群，也是当今世界上规模最大、海拔最高的露天钙华彩池群。
　　五彩池池堤低矮，错落有致，汪汪池水漫溢，远看块块彩池宛如片片碧色玉盘，在阳光照射下，白、紫、蓝、绿，浓淡各异，色彩缤纷，极尽美丽娇艳。隆冬季节，在玉树琼花的映忖下，彩池依然碧蓝如玉，诡谲奇幻。池坝形态各异，有弧形、扇形、裙边形等，排列参差错落，层叠而上，恰似一幅＂人间瑶池＂的立体油画，天生一首＂圣地仙境＂的无言情诗。池水，随水的沉积物、池坝的颜色、光的折射度、池的深浅而变得多姿多彩。由于光线照射的种种变化，形成池水同源而色彩斑斓的＂五彩景象＂。
　　图20 黄龙景区的五彩瑶池，
　　天蓝色的水，如同镶嵌在山中的一块块宝石。
　　（图源：作者摄）
　　＂金沙铺地＂是黄龙得名的原因。流水中的碳酸盐在这里一路沉积，形成了这一长约1300米，宽40-122米的金色钙华滩流，这也是目前世界上发现的同类地质构造中，状态最好，面积最大，距离最长，色彩最艳的地表钙华滩流。潺潺的流水在这里一路翻飞，顺势而下，并在水底凝结起层层金黄色钙华滩，好似片片＂鳞甲＂，在阳光照耀下发出闪闪金光。
　　图21 黄龙景区＂金沙铺地＂景观，
　　黄色的钙华在阳光照射下闪闪发光，如同巨龙的鳞甲。
　　（图源：作者摄）
　　希利尔湖
　　（Lake Hillier）
　　希利尔湖（Lake Hillier）位于澳大利亚西澳大利亚州南部勒谢什群岛（Recherche Archipelago）的中岛（Middle Island）。其长约600m，宽约250m，盐度高达38%，几乎和死海一样高，因湖水呈现独特的粉红色而闻名于世。
　　图22 希利尔湖（Lake Hillier），
　　位于澳大利亚西南部勒谢什群岛的中岛上。
　　（图源：百度地图）
　　究竟是什么原因导致湖水呈现粉红色，学界尚存在争议。一方认为是由于湖水中盐分高使湖水中的嗜盐藻类大量繁殖（如杜氏盐藻（Dunaliella salina）），产生了β-胡萝卜素。产物不断富集使湖水呈现出独特的粉红色；另一方则认为是水中无机盐之间的反应导致湖水变色。多数科学家更倾向于微生物成因。湖水并非总是粉红色，随着盐度的变化，呈现出从淡绿到深红等不同的色调。
　　图23 从上空看，希利尔湖呈现出十分浓郁的粉色。
　　（图源：http://hillierlake.com/lake-hillier-pictures/）
　　近距离观看时，希利尔湖水粉色色调不太明显，但从上方看则非常突出。即使将湖水放在玻璃杯中，它的水仍然具有明显的粉红色。湖水对人体皮肤无害，杜氏盐藻也完全无害。过去，人们曾经从湖中提取盐，但如今，希利尔湖仅用于旅游目的，并不断吸引世界各地游客前来参观。
　　图24 希利尔湖的水，即使在瓶子里，也呈现出粉色。
　　（图源：http://pickchur.com/2013/04/pink-lake-hillier-looks-like-a-giant-bubble-gum/）
　　除了希利尔湖，位于南澳洲艾尔半岛（Eyre Peninsula）的麦克唐奈尔湖（Lake MacDonnell）、位于南澳洲首府阿德莱德（Adelaide）北部的澎湃湖（Lake Bumbunga）、位于南澳洲中部内陆的艾尔湖（Lake Eyre），均是类似的盐湖。湖水的颜色从蓝色、绿色、淡粉、淡紫到橙黄，变化莫测，异彩纷呈。
　　图25 南澳州（South Australia）艾尔半岛（Eyre Peninsula）麦克唐奈尔湖（Lake MacDonnell），道路两侧湖水颜色各异，一侧呈现淡紫色，一侧则是绿色。
　　(图源：https://www.australia.com/zh-hk/things-to-do/nature-and-national-parks/australias-pink-lakes.html）
　　图26 位于阿德莱德（Adelaide）北部的澎湃湖（Lake Bumbunga），颜色随含盐量变化呈白色、粉色紫色不等。
　　（图源：https://www.australia.com/zh-hk/things-to-do/nature-and-national-parks/australias-pink-lakes.html）
　　图27 南澳州（South Australia）艾尔湖国家公园
　　（Kati Thanda-Lake Eyre National Park）航空俯瞰，
　　艾尔湖（Lake Eyre）湖水呈橙色。
　　（图源：https://www.australia.com/zh-hk/things-to-do/nature-and-national-parks/australias-pink-lakes.html）
　　克里穆图火山湖
　　（Kelimutu Crater Lake）
　　克里穆图火山湖（Kelimutu Crater Lake）位于印度尼西亚弗洛雷斯岛（Flores Island, Indonesia）克里穆图山的山顶。这三个湖泊相邻，却分别呈现出不同的颜色。随着天气和时间的变化，湖水的颜色也不断变幻，从棕色到蓝色、红色、绿松石色、绿色甚至黑色。这种现象被认为是水中的氧气和矿物质发生化学反应造成的，随着水中含氧量的变化，湖水的颜色也不断变化。
　　图28 克里穆图火山湖，
　　位于印度尼西亚的弗洛雷斯岛上。
　　（图源：https://mybestplace.com/en/article/kelimutu-the-volcano-whose-lake-waters-changes-color）
　　根据当地居民的古老信仰，克里穆图三湖的颜色变化取决于不安分的神灵。这里被认为是一个神圣的地方，死者的灵魂在这里找到永恒的安息。火山西端的湖叫做Tiwu Ata Mbupu，里面安息着祖先的灵魂，湖水常常呈现蓝色或绿松石色。另外两个湖彼此靠近，分别是Tiwu Nuwa Muri Koo Fai，被认为是年轻灵魂的聚集地，常常呈现绿色；和Tiwu Ata Polo，湖水往往是红色，被看作是恶灵的家园。
　　图29 克里穆图火山湖航拍图，
　　三个火山口湖，分别呈现出黑色、青色和红棕色。
　　（图源：https://mybestplace.com/en/article/kelimutu-the-volcano-whose-lake-waters-changes-color）
　　图30 克里穆图火山湖的颜色
　　从蓝色、绿色、红色、棕色到黑色，变幻莫测。
　　（图源：https://mybestplace.com/en/article/kelimutu-the-volcano-whose-lake-waters-changes-color）
　　大棱镜温泉
　　（Grand Prismatic Spring）
　　大棱镜温泉（Grand Prismatic Spring）位于美国黄石国家公园（Yellowstone National Park）中途间歇泉盆地（Midway Geyser Basin）。其直径约112.8m，深度超过37m，水温超过70°C，是美国最大、世界第三大的温泉，仅次于新西兰煎锅湖（Frying Pan Lake）和多米尼加沸腾湖（Boiling Lake）。
　　图31 大棱镜温泉，
　　位于美国怀俄明州西北部的黄石国家公园内。
　　（图源：百度地图）
　　大棱镜温泉因斑斓的色彩分布与被棱镜分解后的光谱高度匹配而得名，温泉自内向外依次呈现出蓝色、绿色、黄色、橙色、红色等。这一独特的现象，是由多种原因共同作用的结果。
　　图32 美国大棱镜温泉航拍图，可以看到，泉水由内向外依次呈现出蓝色、绿色、黄色、橙色和红色。
　　（图源：https://artwolfe.com/showcase/grand-prismatic-spring-yellowstone-national-park-wyoming-usa-2/）
　　其一是微生物的作用：温泉从地下涌出后，以泉口为中心，温度向外依次降低，从而水中也栖息着不同种类的嗜热细菌，不同的细菌又会产生不同类型的色素，从而使得泉水色彩不同。比如红色、橙色、黄色主要是胡萝卜素的积聚，绿色主要由叶绿素积聚形成。色素含量的多少也会随季节而变化，夏季色调普遍更深，冬季会逐渐变浅。
　　其二是光线的作用：当太阳光照射到水面时，泉水像三棱镜一样把太阳光分解为七种光线。这七色光线的波长不同，被水吸收和散射的程度也不同。红、橙、黄的波长比较长，射入水中穿透力强，容易被水分子吸收；蓝光和一部分绿光，光波比较短，穿透力差，容易发生散射。温泉中心水最深，向两侧水依次变浅。因此，中间深水处，红橙光大都被吸收掉，温泉呈现蓝色，由中心向外颜色依次变化。
　　图33 大棱镜温泉的颜色由内向外依次渐变，
　　微生物和光线的作用共同铸就了这一奇观。
　　（图源：https://www.aceadventurer.com/guide-to-grand-prismatic-spring-and-grand-prismatic-spring-outlook/）
　　图34 大棱镜温泉靠近泉边的水呈橙色。
　　（图源：https://www.aceadventurer.com/guide-to-grand-prismatic-spring-and-grand-prismatic-spring-outlook/）
　　参考资料
　　https://artwolfe.com/showcase/grand-prismatic-spring-yellowstone-national-park-wyoming-usa-2/
　　https://www.aceadventurer.com/guide-to-grand-prismatic-spring-and-grand-prismatic-spring-outlook/
　　https://www.jiuzhai.com/global-tourism/global-scenic-spot
　　https://www.huanglong.com/
　　https://doi.org/10.3390/w12030771/
　　http://www.worldeasyguides.com/africa/tanzania/lake-natron/where-is-lake-natron-on-map-tanzania/
　　https://www.atlasobscura.com/places/lake-natron
　　https://www.boliviasaltflat.com/laguna-colorada/
　　https://www.salardeuyuni.com/laguna-colorada/
　　https://tiplr.com/tips/south-america/chile/tarapaca-region/camina/the-mysterious-red-lagoon-in-chile/
　　https://uyunisaltflat.com/red-lagoon
　　https://www.westchinago.com/tag/qinghai-jade-lake
　　http://hillierlake.com/lake-hillier-pictures/
　　https://thekidshouldseethis.com/post/why-is-lake-hillier-pink/
　　http://pickchur.com/2013/04/pink-lake-hillier-looks-like-a-giant-bubble-gum/
　　https://www.australia.com/zh-hk/things-to-do/nature-and-national-parks/australias-pink-lakes.html
　　https://www.sciencealert.com/this-ethiopian-sulfur-spring-is-one-of-the-hottest-and-most-inhospitable-places-on-earth
　　https://www.ynetnews.com/articles/0,7340,L-4735446,00.html
　　https://eos.org/science-updates/reading-history-afar
　　https://mybestplace.com/en/article/kelimutu-the-volcano-whose-lake-waters-changes-color
　　美编：韩雅彤
　　校对：覃华清 江淑敏