Optrævler havets mysterier fra rummet

Ved at bruge næsten et årti af satellitdata, forskere ved Colorado State University har afsløret "mælkehave" på en måde, de aldrig er blevet set før - et sjældent og fascinerende oceanisk bioluminescerende fænomen detekteret af en meget følsom rumbåren lavlyssensor.

Vandskelstudiet vises i verdens største videnskabelige tidsskrift, Videnskabelige rapporter , udgivet af Nature Research.

Mælkehave er en undvigende og sjælden visning af bioluminescens i jordens hav, og den største kendte form på vores planet. Til forskel fra turbulent skum skabt af skibe, mælkeagtige hav opnå en lang levetid, udbredt, og ensartet glød i havets overflade, der kan vare ved i flere nætter, og spænder over mere end 100, 000 kvadratkilometer (næsten 39, 000 kvadrat miles) - på størrelse med staten Kentucky.

Søfarende oplever kun disse ekstraordinære forhold i visse fjerntliggende områder af verden - primært i det nordvestlige Indiske Ocean ud for Afrikas Horn, og i farvandet omkring Indonesien. Forudsige hvornår, hvor, og hvorfor mælkehår dannes forbliver et moderne videnskabeligt mysterium.

Den mystiske glød

Surrealistiske beskrivelser af det sagnomspundne "mælkehav, "hvilket øjenvidner siger, lyser så klart som et snefelt eller en seng af skyer, er blevet delt blandt søfolk gennem historien, sagde Steve Miller, CIRAs kommende direktør og hovedforfatter på Videnskabelige rapporter papir. Disse historier fandt vej til søfartseventyrromaner som Moby-Dick og Twenty Thousand Leagues Under the Seas, indtager deres plads i folkloren, men ikke så meget i videnskabelig observation.

I mere end 200 registrerede observationer, der går tilbage til det 19. århundrede, kun én gang, i 1985, sejlede et forskningsfartøj gennem et mælkeagtigt hav. Vandprøven, der blev indsamlet på det tidspunkt, antydede en stamme af lysende bakterier, kolonisere en opblomstring af alger ved vandoverfladen, skabte gløden. Nogle af kendetegnene ved mælkeagtige hav, imidlertid, er ikke tilstrækkeligt forklaret af denne hypotese - især i lyset af øjenvidneberetninger.

Styrket af nye observationer fra rummet, forskere er nu i stand til at forstå meget mere om omstændighederne ved dette fascinerende fænomen. Fra langt over verdenshavene, Suomi NPP og NOAA-20 satellitterne indsamler billeder ved hjælp af en sofistikeret pakke af sensorer, inklusive "Day/Night Band"-instrumentet. Dag/natbåndet registrerer meget svage mængder synligt lys om natten, og kigger gennem mørket for at afsløre skæret fra byens lys, flammerne fra skovbrande, og meget mere – inklusiv, nu, evnen til at se mælkeagtigt hav.

Hos CSU's Cooperative Institute for Research in the Atmosphere (CIRA), forskere analyserer konstant satellitdata, herunder observationer fra Dag/Nat-båndet. CIRA-forskning ved hjælp af dette instrument målrettede skiftende bylys for at demonstrere, hvordan COVID-19-pandemien påvirkede menneskelig aktivitet. Forskere har også brugt det til at opdage et nyt fænomen med natlys i jordens atmosfære.

"Dag/Nat-bandet fortsætter med at forbløffe mig med dets evne til at afsløre nattens lys. Ligesom kaptajn Ahab fra Moby-Dick, jagten på disse selvlysende mælkehave har været min personlige 'hvide hval' i mange år, " sagde Miller.

At fange lyset

Ved omhyggeligt at analysere dag/natbåndsobservationer fra tre steder, hvor der ofte rapporteres mælkehår, Miller og hans team fandt 12 forekomster af dette uhåndgribelige fænomen mellem 2012 og 2021.

At fange lyset, der skabes af mælkeagtigt hav, kræver tålmodighed – og de rigtige forhold. Selv svagt måneskin, der reflekteres fra havets overflade, kan maskere signalet. Lys udsendt af den glødende øvre atmosfære, både direkte opad og som reflekteret af skyerne, kan ligeledes forurene observationer. Forskere analyserede omhyggeligt signaler i satellitdataene for at udelukke andre kilder til lysemission, og brugte sofistikerede teknikker til at finde de vedvarende bioluminescerende strukturer, der udsender lys ud over baggrundsstøjen.

Fremstår som en vedvarende glødende plet på havet om natten, disse glødende vandmasser bevæger sig med havstrømmene. Forsvinder af syne i løbet af dagen - på grund af den overvældende mængde lys fra Solen sammenlignet med det svage skær fra havet - bliver disse pletter igen synlige for satellitten om natten.

At koble satellitobservationerne med mål for havoverfladetemperaturen, marin biomasse, og de analyserede havoverfladestrømme har fået forfatterne til at opstille nye hypoteser for de unikke forhold omkring mælkeagtig havdannelse.

"Mælkehave er simpelthen forunderlige udtryk for vores biosfære, hvis betydning i naturen vi endnu ikke har fat i, " sagde Miller. "Selve deres væsen spinder en usandsynlig og overbevisende fortælling, der binder overfladen til himlen, den mikroskopiske til den globale skala, og den menneskelige erfaring og teknologi på tværs af tiderne; fra handelsskibe fra det 18. århundrede til nutidens rumskibe. Day/Night Band har tændt endnu en vej til videnskabelig opdagelse."