Изумрудная вода этого словенского ледникового озера не просто украшение пейзажа. В ней зашифрован сложный «диалог» света, минеральных частиц и водорослей, и именно так сейчас смотрят на озеро ученые, воспринимая его как компактную природную лабораторию. Картинка, напоминающая открытку, на деле оказывается непрерывным контролируемым экспериментом по оптике и геохимии, который идет сам по себе, без расписаний и вмешательства человека.
Прозрачность озера начинается с его водосбора. Древний лед выточил в карбонатных породах глубокую чашу, и талая вода до сих пор приносит в нее тонко перетертый минеральный «порошок». Взвешенные частицы, в основном карбонат кальция, рассеивают и преломляют солнечный свет так, что лимнологи могут описывать это с помощью уравнений радиативного переноса, превращая весь водный столб в полигон для проверки того, как ведут себя фотоны в слоистой среде. Поступающая вода холодная и бедная органическими остатками, поэтому фоновая мутность остается минимальной, а даже малые изменения рассеяния удается фиксировать высокоточными приборами.
На этот минеральный каркас накладывается биология. Микроводоросли и цианобактерии пользуются чистой, хорошо освещенной водой, но остаются ограничены низким притоком питательных веществ и быстрым осаждением частиц. Поэтому биомасса достаточна, чтобы слегка окрасить оптический профиль, но не настолько велика, чтобы помутнить воду. Пигменты, такие как хлорофилл‑a и вспомогательные каротиноиды, меняют спектр поглощения и смещают воспринимаемый цвет к насыщенным зеленым оттенкам, зависящим от глубины и угла обзора. Ученые отслеживают эти процессы с помощью спектрофотометрии и флуориметрии, рассматривая озеро как наглядное пересечение закона Бугера–Ламберта–Бера с метаболизмом экосистемы. Возникает редкий цикл обратной связи: геология фильтрует воду, физика фильтрует свет, а биология подстраивает оставшиеся длины волн, и поверхность для человеческого глаза выглядит невероятно прозрачной и резко изумрудной.
В этом слоистом водном столбе воспоминание туриста о цвете озера и многолетний ряд измерений ученого оказываются просто разными способами прочитать один и тот же эксперимент.
