Met behulp van bijna een decennium aan satellietgegevens, onderzoekers van de Colorado State University hebben "melkachtige zeeën" ontdekt op een manier die ze nog nooit eerder hebben gezien - een zeldzaam en fascinerend oceanisch bioluminescent fenomeen dat wordt gedetecteerd door een zeer gevoelige ruimtesonde bij weinig licht.

De waterscheidingsstudie verschijnt in 's werelds grootste wetenschappelijke tijdschrift, Wetenschappelijke rapporten , gepubliceerd door Natuuronderzoek.

Melkachtige zeeën zijn een ongrijpbare en zeldzame weergave van bioluminescentie in de oceaan van de aarde, en de grootste bekende vorm op onze planeet. Onderscheidend van turbulent schuim gecreëerd door kielzog van schepen, melkachtige zeeën bereiken een langlevende, wijd verspreid, en uniforme gloed in het oceaanoppervlak die meerdere nachten kan aanhouden, en overspant meer dan 100, 000 vierkante kilometer (bijna 39, 000 vierkante mijl) - ongeveer de grootte van de staat Kentucky.

Zeevaarders ervaren deze buitengewone omstandigheden alleen in bepaalde afgelegen gebieden van de wereld - voornamelijk in de noordwestelijke Indische Oceaan voor de kust van de Hoorn van Afrika, en in de wateren rond Indonesië. Voorspellen wanneer, waar, en waarom melkachtige zeeën zich vormen, blijft een hedendaags wetenschappelijk mysterie.

De mysterieuze gloed

Surrealistische beschrijvingen van de legendarische "melkachtige zee, " waarvan ooggetuigen zeggen dat het zo helder gloeit als een sneeuwveld of een bed van wolken, door de geschiedenis heen onder zeelieden is gedeeld, zei Steve Miller, CIRA's nieuwe regisseur en hoofdauteur over de Wetenschappelijke rapporten papier. Deze verhalen vonden hun weg naar zeevarende avonturenromans zoals Moby-Dick en Twenty Thousand Leagues Under the Seas, hun plaats innemen in de folklore, maar niet zozeer in wetenschappelijke observatie.

In meer dan 200 geregistreerde waarnemingen die teruggaan tot de 19e eeuw, slechts één keer, in 1985, zeilde een onderzoeksschip door een melkachtige zee. Het watermonster dat destijds werd verzameld, suggereerde een stam van lichtgevende bacteriën, het koloniseren van een algenbloei aan het wateroppervlak, zorgde voor de gloed. Enkele kenmerken van melkachtige zeeën, echter, worden niet voldoende verklaard door deze hypothese, vooral niet in het licht van ooggetuigenverslagen.

Gesteund door nieuwe waarnemingen vanuit de ruimte, onderzoekers zijn nu gepositioneerd om veel meer te begrijpen over de omstandigheden van dit fascinerende fenomeen. Van ver boven de wereldzeeën, de Suomi NPP- en NOAA-20-satellieten verzamelen beelden met behulp van een geavanceerde reeks sensoren, inclusief het "Dag/Nachtband"-instrument. De dag-/nachtband detecteert 's nachts zeer zwakke hoeveelheden zichtbaar licht, en tuurt door de duisternis om de gloed van stadslichten te onthullen, de vlammen van bosbranden, en nog veel meer, waaronder, nu, het vermogen om melkachtige zeeën te zien.

Bij het Coöperatief Instituut voor Onderzoek in de Atmosfeer (CIRA) van CSU, onderzoekers analyseren voortdurend satellietgegevens, inclusief waarnemingen van de Dag/Nacht Band. CIRA-onderzoek met dit instrument was gericht op veranderende stadslichten om aan te tonen hoe de COVID-19-pandemie de menselijke activiteit beïnvloedde. Onderzoekers hebben het ook gebruikt om een ​​nieuw fenomeen van nachtelijk gloeien in de atmosfeer van de aarde te ontdekken.

"The Day/Night Band blijft me verbazen met zijn vermogen om lichte kenmerken van de nacht te onthullen. Net als Captain Ahab van Moby-Dick, het najagen van deze lichtgevende melkachtige zeeën is al jaren mijn persoonlijke 'witte walvis', " zei Molenaar.

Het licht vangen

Door zorgvuldig de dag/nachtband-waarnemingen te analyseren van drie locaties waar vaak melkachtige zeeën worden gerapporteerd, Miller en zijn team hebben tussen 2012 en 2021 12 gevallen van dit ongrijpbare fenomeen gelokaliseerd.

Het vangen van het licht dat door melkachtige zeeën wordt gecreëerd, vereist geduld - en de juiste omstandigheden. Zelfs zwak maanlicht dat weerkaatst op het oppervlak van de oceaan kan het signaal maskeren. Licht uitgestraald door de gloeiende bovenste atmosfeer, zowel direct naar boven als gereflecteerd door de wolken, kan eveneens waarnemingen besmetten. Onderzoekers analyseerden zorgvuldig signalen in de satellietgegevens om andere bronnen van lichtemissie uit te sluiten, en gebruikte geavanceerde technieken om de persistente bioluminescente structuren te vinden die licht uitstralen buiten het achtergrondgeluid.

Verschijnt als een aanhoudende gloeiende vlek op de oceaan 's nachts, deze gloeiende watermassa's bewegen met zeestromingen. Als ze overdag uit het zicht verdwijnen - door de overweldigende hoeveelheid licht van de zon in vergelijking met de zwakke gloed van de oceaan - worden deze vlekken 's nachts weer zichtbaar voor de satelliet.

Door de satellietwaarnemingen te koppelen aan metingen van de oppervlaktetemperatuur van het zeewater, mariene biomassa, en de geanalyseerde stromingen aan het zeeoppervlak hebben ertoe geleid dat de auteurs nieuwe hypothesen hebben opgesteld voor de unieke omstandigheden rond de vorming van melkachtige zee.

"Melkachtige zeeën zijn gewoon prachtige uitdrukkingen van onze biosfeer waarvan we de betekenis in de natuur nog niet hebben doorgrond, Miller zei. "Hun wezen vertelt een onwaarschijnlijk en meeslepend verhaal dat het oppervlak met de lucht verbindt, de microscopische tot de wereldschaal, en de menselijke ervaring en technologie door de eeuwen heen; van koopvaardijschepen van de 18e eeuw tot ruimteschepen van de moderne tijd. De Day/Night Band heeft nog een andere weg naar wetenschappelijke ontdekking verlicht."