Med nästan ett decennium med satellitdata, forskare vid Colorado State University har avslöjat "mjölkiga hav" på ett sätt som de aldrig har sett förut-ett sällsynt och fascinerande oceaniskt bioluminescerande fenomen som upptäckts av en mycket känslig spaceborne lågljussensor.

Vattenskapsstudien visas i världens största vetenskapliga tidskrift, Vetenskapliga rapporter , publicerad av Nature Research.

Vinterhavet är en svårfångad och sällsynt uppvisning av bioluminescens i jordens hav, och den största kända formen på vår planet. Skiljer sig från turbulent skum skapat av fartygets väckningar, mjölkande hav uppnår en långlivad tid, utbredd, och enhetlig glöd i havets yta som kan bestå i flera nätter, och sträcker sig över 100, 000 kvadratkilometer (nästan 39, 000 kvadratkilometer) - ungefär lika stor som delstaten Kentucky.

Mariners upplever dessa extraordinära förhållanden bara i vissa avlägsna områden i världen - främst i nordvästra Indiska oceanen utanför Afrikas horn, och i vattnen som omger Indonesien. Förutspår när, var, och varför mjölkiga havsformar förblir ett modernt vetenskapligt mysterium.

Det mystiska skenet

Surrealistiska beskrivningar av det sagolika "mjölkiga havet, "som ögonvittnen säger lyser lika starkt som ett snöfält eller en molnbädd, har delats bland sjömän genom historien, sa Steve Miller, CIRA:s tillträdande regissör och huvudförfattare på Vetenskapliga rapporter papper. Dessa berättelser letade sig in i sjöfarande äventyrsromaner som Moby-Dick och tjugotusen ligor under havet, tar plats i folklore, men inte så mycket i vetenskaplig observation.

I mer än 200 inspelade observationer som går tillbaka till 1800 -talet, bara en gång, 1985, seglade ett forskningsfartyg genom ett mjölkigt hav. Vattenprovet som samlades vid den tiden föreslog en stam av ljusbakterier, kolonisera en blomning av alger vid vattenytan, skapade skenet. Några av funktionerna i mjölkhav, dock, förklaras inte tillräckligt med denna hypotes - speciellt när det gäller ögonvittnesberättelser.

Stärkt av nya observationer från rymden, forskare är nu positionerade att förstå mycket mer om omständigheterna i detta fascinerande fenomen. Långt över världshaven, Suomi NPP- och NOAA-20-satelliterna samlar in bilder med hjälp av en sofistikerad serie sensorer, inklusive instrumentet "Day/Night Band". The Day/Night Band upptäcker mycket svaga mängder synligt ljus på natten, och tittar genom mörkret för att avslöja skenet från stadsljus, skogsbrändernas lågor, och mycket mer - inklusive, nu, förmågan att se mjölkiga hav.

Vid CSU:s kooperativa institut för forskning i atmosfären (CIRA), forskare analyserar ständigt satellitdata, inklusive observationer från Day/Night Band. CIRA-forskning som använder detta instrument riktade in sig på att byta stadsljus för att demonstrera hur COVID-19-pandemin påverkade mänsklig aktivitet. Forskare har också använt den för att upptäcka ett nytt fenomen av glödande nattetid i jordens atmosfär.

"The Day/Night Band fortsätter att förvåna mig med dess förmåga att avslöja nattens ljusa drag. Liksom kapten Ahab från Moby-Dick, jakten på dessa bioluminescerande mjölkhav har varit min personliga ”vita val” i många år, "Sa Miller.

Fånga ljuset

Genom att noggrant analysera observationer från dag/nattband från tre platser där mjölkiga hav ofta rapporteras, Miller och hans team hittade 12 förekomster av detta svårfångade fenomen mellan 2012 och 2021.

Att fånga det ljus som skapas av mjölkiga hav kräver tålamod - och rätt förutsättningar. Även svagt månsken som reflekteras från havets yta kan dölja signalen. Ljus som avges av den glödande övre atmosfären, både direkt uppåt och som reflekteras av molnen, kan också förorena observationer. Forskare analyserade noggrant signaler i satellitdata för att utesluta andra ljuskällor, och använde sofistikerade tekniker för att hitta de ihållande bioluminescerande strukturerna som avger ljus bortom bakgrundsljudet.

Framstår som en ihållande glödande fläck på havet på natten, dessa glödande vattendrag rör sig med havsströmmar. De försvinner ur sikten under dagen - på grund av den överväldigande mängden ljus från solen jämfört med den svaga sken från havet - blir dessa fläckar igen synliga för satelliten på natten.

Koppling av satellitobservationerna med mätningar av havets yttemperatur marin biomassa, och de analyserade havsyteströmmarna har fått författarna att lägga fram nya hypoteser för de unika förhållandena kring mjölkig havsbildning.

"Vinterhavet är helt enkelt fantastiska uttryck för vår biosfär vars betydelse i naturen vi ännu inte har förstått, "Sa Miller." Själva deras väsen snurrar en osannolik och övertygande berättelse som knyter ytan till himlen, den mikroskopiska till de globala skalorna, och den mänskliga erfarenheten och tekniken genom tiderna; från handelsfartyg från 1700 -talet till modern rymdskepp. The Day/Night Band har tänt ännu en väg till vetenskaplig upptäckt. "