Forskere bruger ny satellitteknologi til at finde glødende hav af maritime historier, der lyser i mørket

"Hele havets udseende var som en slette dækket af sne. Der var knap en sky på himlen, alligevel syntes himlen ... så sort, som om en storm rasede. Scenen var en forfærdelig storhed, havet er blevet til fosfor, og himlen hænger i sort, og stjernerne går ud, syntes at indikere, at al naturen forberedte sig på den sidste store brand, som vi har lært at tro er at udslette denne materielle verden." - Kaptajn Kingman på det amerikanske klippeskib Shooting Star, offshore af Java, Indonesien, 1854

I århundreder, sejlere har rapporteret mærkelige møder som ovenstående. Disse begivenheder kaldes mælkehav. De er et sjældent natligt fænomen, hvor havets overflade udsender en konstant lys glød. De kan dække tusindvis af kvadratkilometer og, takket være de farverige beretninger om søfarende fra det 19. århundrede som Capt. Kingman, mælkehav er en velkendt del af den maritime folklore. Men på grund af deres fjerntliggende og undvigende natur, de er ekstremt vanskelige at studere og forbliver derfor mere en del af denne folklore end af videnskab.

Jeg er professor i atmosfærisk videnskab med speciale i satellitter, der bruges til at studere Jorden. Via en state-of-the-art generation af satellitter, mine kolleger og jeg har udviklet en ny måde at opdage mælkehav. Ved at bruge denne teknik, vi sigter efter at lære om disse lysende farvande på afstand og guide forskningsfartøjer til dem, så vi kan begynde at forene de surrealistiske fortællinger med videnskabelig forståelse.

Sømandsfortællinger

Til dato, kun ét forskningsfartøj har nogensinde stødt på et mælkeagtigt hav. Denne besætning indsamlede prøver og fandt en stamme af lysende bakterier kaldet Vibrio harveyi koloniserende alger ved vandoverfladen.

I modsætning til bioluminescens, der sker tæt på kysten, hvor små organismer kaldet dinoflagellater blinker glimrende, når de forstyrres, lysende bakterier virker på en helt anden måde. Når først deres befolkning bliver stor nok - omkring 100 millioner individuelle celler pr. milliliter vand - skiftes en slags intern biologisk kontakt, og de begynder alle at gløde støt.

Lysende bakterier får de partikler, de koloniserer, til at gløde. Forskere mener, at formålet med denne glød kunne være at tiltrække fisk, der spiser dem. Disse bakterier trives i fiskenes tarme, så når deres befolkninger bliver for store til deres vigtigste fødevareforsyning, en fiskemave er en fantastisk anden mulighed. Faktisk, hvis du går ind i et afkølet fiskeskab og slukker lyset, du bemærker måske, at nogle fisk udsender en grønlig-blå glød - dette er bakterielt lys.

Forestil dig nu, hvis et gigantisk antal bakterier, spredt ud over et stort område med åbent hav, alle begyndte at gløde samtidigt. Det gør et mælkeagtigt hav.

Mens biologer ved meget om disse bakterier, hvad der forårsager disse massive skærme forbliver et mysterium. Hvis bakterier, der vokser på alger, var hovedårsagen til mælkehav, de ville ske overalt, hele tiden. Endnu, per overflade rapporter, kun omkring to eller tre mælkehave forekommer om året på verdensplan, mest i farvandet i det nordvestlige Indiske Ocean og ud for Indonesiens kyst.

Satellitløsninger

Hvis forskere ønsker at lære mere om mælkehav, de har brug for at komme til en, mens det sker. Problemet er, Mælkehave er så uhåndgribelige, at det har været næsten umuligt at prøve dem. Det er her, min forskning kommer i spil.

Satellitter tilbyder en praktisk måde at overvåge de store oceaner, men det kræver et specielt instrument, der er i stand til at registrere lys omkring 100 millioner gange svagere end dagslys. Mine kolleger og jeg undersøgte for første gang satellitternes potentiale i 2004, da vi brugte amerikanske forsvarssatellitbilleder til at bekræfte et mælkeagtigt hav, som et britisk handelsskib, SS Lima, rapporteret i 1995. Men billederne fra disse satellitter var meget støjende, og der var ingen måde, vi kunne bruge dem som et søgeværktøj.

Vi var nødt til at vente på et bedre instrument – ​​Day/Night Band – planlagt til National Oceanic and Atmospheric Administrations nye konstellation af satellitter. Den nye sensor gik live i slutningen af ​​2011, men vores forhåbninger blev i første omgang knust, da vi indså, at dag/nat-båndets høje følsomhed også detekterede lys udsendt af luftmolekyler. Det tog år med at studere dag/natbåndsbilleder for at kunne fortolke det, vi så.

Endelig, på en klar måneløs nat i begyndelsen af ​​2018, et mærkeligt swoosh-formet træk dukkede op i Day/Night Band-billederne ud for Somalia. Vi sammenlignede det med billeder fra aftenen før og efter. Mens skyerne og luftgløden ændrede sig, swoosh forblev. Vi havde fundet et mælkeagtigt hav! Og nu vidste vi, hvordan vi skulle lede efter dem.

"aha!" Det øjeblik, der afslørede det fulde potentiale af Day/Night Band, kom i 2019. Jeg gennemsøgte billederne på udkig efter skyer, der maskerede sig som mælkehav, da jeg faldt over en forbløffende begivenhed syd for øen Java. Jeg så på en enorm hvirvel af glødende hav, der strakte sig over 40, 000 kvadrat miles (100, 000 kvadratkilometer) – nogenlunde på størrelse med Kentucky. Billederne fra de nye sensorer gav et niveau af detaljer og klarhed, som jeg ikke havde forestillet mig muligt. Jeg så forbløffet på, mens skæret langsomt drev og forvandlede sig med havstrømmene.

Vi lærte meget af denne vandskelcase:hvordan mælkeholdige hav er relateret til havoverfladetemperatur, biomasse og strømmene - vigtige spor for at forstå deres dannelse. Hvad angår det anslåede antal involverede bakterier? Cirka 100 milliarder billioner celler - næsten det samlede anslåede antal stjerner i det observerbare univers!

Fremtiden er lys

Sammenlignet med den gamle teknologi, At se billeder af dag/natbånd er som at tage briller på for første gang. Mine kolleger og jeg har analyseret tusindvis af billeder taget siden 2013, og vi har afsløret 12 mælkeagtige hav indtil videre. De fleste skete i de samme farvande, hvor søfolk har rapporteret dem i århundreder.

Den måske mest praktiske åbenbaring er, hvor længe et mælkeagtigt hav kan vare. Mens nogle kun varer et par dage, den nær Java fortsatte i over en måned. Det betyder, at der er en chance for at implementere forskningsfartøjer til disse fjernbegivenheder, mens de finder sted. Det ville give videnskabsfolk mulighed for at måle dem på måder, der afslører deres fulde sammensætning, hvordan de dannes, hvorfor de er så sjældne, og hvad deres økologiske betydning er i naturen.

Hvis, ligesom kaptajn Kingman, Jeg finder mig selv stående på et skibs dæk, kaster en skygge mod himlen, Jeg dykker ind!

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.