"Hela havets utseende var som en slätt täckt av snö. Det fanns knappt ett moln på himlen, ändå såg himlen ut som svart som om en storm rasade. Scenen var en av fruktansvärd storhet, havet har förvandlats till fosfor, och himlen hängde i mörker, och stjärnorna går ut, verkade tyda på att all natur förberedde sig för den sista storslagna branden som vi lärs tro är att förinta denna materiella värld." - Kapten Kingman på det amerikanska klippfartyget Shooting Star, utanför Java, Indonesien, 1854

I århundraden, sjömän har rapporterat konstiga möten som det ovan. Dessa händelser kallas mjölkiga hav. De är ett sällsynt nattligt fenomen där havets yta avger ett stadigt ljust sken. De kan täcka tusentals kvadratkilometer och, tack vare de färgstarka berättelserna om sjöfarare från 1800-talet som kapten Kingman, mjölkiga hav är en välkänd del av maritima folklore. Men på grund av deras avlägsna och svårfångade natur, de är extremt svåra att studera och förblir därför mer en del av den folkloren än av vetenskapen.

Jag är professor i atmosfärsvetenskap och specialiserad på satelliter som används för att studera jorden. Via en toppmodern generation av satelliter, mina kollegor och jag har utvecklat ett nytt sätt att upptäcka mjölkiga hav. Genom att använda denna teknik, vi siktar på att lära oss om dessa lysande vatten på distans och guida forskningsfartyg till dem så att vi kan börja förena de surrealistiska berättelserna med vetenskaplig förståelse.

Sjömanssagor

Hittills, endast ett forskningsfartyg har någonsin stött på ett mjölkaktigt hav. Den besättningen samlade in prover och hittade en stam av lysande bakterier som kallas Vibrio harveyi koloniserande alger vid vattenytan.

Till skillnad från bioluminescens som sker nära stranden, där små organismer som kallas dinoflagellater blinkar briljant när de störs, lysande bakterier fungerar på ett helt annat sätt. När deras befolkning blir tillräckligt stor – cirka 100 miljoner enskilda celler per milliliter vatten – vänds en sorts inre biologisk omkopplare och de börjar alla lysa stadigt.

Lysande bakterier gör att partiklarna som de koloniserar lyser. Forskare tror att syftet med denna glöd kan vara att locka till sig fisk som äter dem. Dessa bakterier trivs i fiskarnas tarmar, så när deras befolkning blir för stor för deras huvudsakliga livsmedelsförsörjning, en fiskmage är ett bra andra alternativ. Faktiskt, om du går in i ett kylt fiskskåp och släcker ljuset, du kanske märker att vissa fiskar avger ett grönblått sken – det här är bakteriellt ljus.

Tänk dig nu om ett gigantiskt antal bakterier, spridda över ett stort område av öppet hav, allt började glöda samtidigt. Det gör ett mjölkaktigt hav.

Medan biologer vet mycket om dessa bakterier, vad som orsakar dessa enorma skärmar förblir ett mysterium. Om bakterier som växer på alger var den främsta orsaken till mjölkhav, de skulle hända överallt, hela tiden. Än, per yta rapporter, bara två eller tre mjölkhav förekommer per år i världen, mestadels i vattnet i nordvästra Indiska oceanen och utanför Indonesiens kust.

Satellitlösningar

Om forskare vill lära sig mer om mjölkhav, de måste komma till en medan det händer. Problemet är, mjölkhav är så svårfångade att det har varit nästan omöjligt att prova dem. Det är här min forskning kommer in i bilden.

Satelliter erbjuder ett praktiskt sätt att övervaka de stora haven, men det krävs ett speciellt instrument som kan upptäcka ljus runt 100 miljoner gånger svagare än dagsljus. Mina kollegor och jag utforskade först satelliternas potential 2004 när vi använde amerikanska försvarsatellitbilder för att bekräfta ett mjölkaktigt hav som ett brittiskt handelsfartyg, SS Lima, rapporterades 1995. Men bilderna från dessa satelliter var mycket bullriga, och det fanns inget sätt vi kunde använda dem som ett sökverktyg.

Vi var tvungna att vänta på ett bättre instrument – ​​Day/Night Band – planerat för National Oceanic and Atmospheric Administrations nya konstellation av satelliter. Den nya sensorn gick live i slutet av 2011, men våra förhoppningar grusades till en början när vi insåg att dag/nattbandets höga känslighet också upptäckte ljus som emitterats av luftmolekyler. Det tog år av att studera dag/nattbandsbilder för att kunna tolka det vi såg.

Till sist, en klar månlös natt i början av 2018, en udda swoosh-formad funktion dök upp i Day/Night Band-bilderna utanför Somalia. Vi jämförde det med bilder från kvällarna före och efter. Medan molnen och luftglödsfunktionerna förändrades, swoosh fanns kvar. Vi hade hittat ett mjölkaktigt hav! Och nu visste vi hur vi skulle leta efter dem.

"aha!" ögonblicket som avslöjade den fulla potentialen för Day/Night Band kom 2019. Jag bläddrade i bilderna och letade efter moln som maskerade sig som mjölkiga hav när jag snubblade över en häpnadsväckande händelse söder om ön Java. Jag tittade på en enorm virvel av glödande hav som sträckte sig över 40, 000 kvadrat miles (100, 000 kvadratkilometer) – ungefär lika stor som Kentucky. Bilderna från de nya sensorerna gav en detaljnivå och klarhet som jag inte hade föreställt mig möjlig. Jag såg förvånad när glöden sakta drev och förvandlades med havsströmmarna.

Vi lärde oss mycket av detta vattendelare:hur mjölkiga hav är relaterade till havsytans temperatur, biomassa och strömmarna – viktiga ledtrådar för att förstå deras bildande. Vad gäller det uppskattade antalet inblandade bakterier? Ungefär 100 miljarder biljoner celler – nästan det totala uppskattade antalet stjärnor i det observerbara universum!

Framtiden är ljus

Jämfört med den gamla tekniken, Att titta på Day/Night Band-bilder är som att ta på sig glasögon för första gången. Jag och mina kollegor har analyserat tusentals bilder tagna sedan 2013, och vi har upptäckt 12 mjölkiga hav hittills. De flesta hände i samma vatten där sjöfarare har rapporterat dem i århundraden.

Den kanske mest praktiska uppenbarelsen är hur länge ett mjölkaktigt hav kan vara. Medan vissa varar bara några dagar, den nära Java fortsatte i över en månad. Det betyder att det finns en chans att distribuera forskningsfarkoster till dessa avlägsna händelser medan de pågår. Det skulle göra det möjligt för forskare att mäta dem på ett sätt som avslöjar deras fullständiga sammansättning, hur de bildas, varför de är så sällsynta och vad deras ekologiska betydelse är i naturen.

Om, som kapten Kingman, Jag kommer på mig själv att stå på ett skeppsdäck, kastar en skugga mot himlen, Jag dyker in!

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.