"Het hele uiterlijk van de oceaan was als een vlakte bedekt met sneeuw. Er was nauwelijks een wolk aan de hemel, toch leek de lucht... zo zwart alsof er een storm woedde. Het tafereel was er een van afschuwelijke grootsheid, de zee is veranderd in fosfor, en de hemel hangt in duisternis, en de sterren gaan uit, leek erop te wijzen dat de hele natuur zich aan het voorbereiden was op die laatste grote vuurzee waarvan we geleerd hebben te geloven dat deze de materiële wereld moet vernietigen." — Kapitein Kingman van het Amerikaanse klipperschip Shooting Star, voor de kust van Java, Indonesië, 1854

Eeuwenlang, zeilers melden vreemde ontmoetingen zoals hierboven. Deze gebeurtenissen worden melkzeeën genoemd. Ze zijn een zeldzaam nachtelijk fenomeen waarbij het oppervlak van de oceaan een constante heldere gloed uitstraalt. Ze kunnen duizenden vierkante mijlen bestrijken en, dankzij de kleurrijke verslagen van 19e-eeuwse zeelieden zoals Capt. Kingman, melkachtige zeeën zijn een bekend onderdeel van de maritieme folklore. Maar vanwege hun afgelegen en ongrijpbare karakter, ze zijn buitengewoon moeilijk te bestuderen en blijven dus meer een onderdeel van die folklore dan van de wetenschap.

Ik ben een professor in de atmosferische wetenschappen, gespecialiseerd in satellieten die worden gebruikt om de aarde te bestuderen. Via een ultramoderne generatie satellieten, mijn collega's en ik hebben een nieuwe manier ontwikkeld om melkzeeën te detecteren. Met behulp van deze techniek, we willen op afstand leren over deze lichtgevende wateren en onderzoeksvaartuigen ernaartoe leiden, zodat we de surrealistische verhalen kunnen verzoenen met wetenschappelijk inzicht.

Verhalen van zeelieden

Daten, slechts één onderzoeksschip is ooit een melkachtige zee tegengekomen. Die bemanning verzamelde monsters en vond een stam van lichtgevende bacteriën genaamd Vibrio harveyi algen aan het wateroppervlak koloniseren.

In tegenstelling tot bioluminescentie die dicht bij de kust plaatsvindt, waar kleine organismen, dinoflagellaten genaamd, briljant flitsen als ze gestoord worden, lichtgevende bacteriën werken op een heel andere manier. Zodra hun populatie groot genoeg wordt - ongeveer 100 miljoen individuele cellen per milliliter water - wordt er een soort interne biologische schakelaar omgedraaid en beginnen ze allemaal gestaag te gloeien.

Lichtgevende bacteriën zorgen ervoor dat de deeltjes die ze koloniseren gloeien. Onderzoekers denken dat het doel van deze gloed zou kunnen zijn om vissen aan te trekken die ze opeten. Deze bacteriën gedijen goed in de ingewanden van vissen, dus wanneer hun populaties te groot worden voor hun belangrijkste voedselvoorziening, de maag van een vis is een goede tweede optie. In feite, als je een gekoelde viskast binnengaat en het licht uitdoet, je merkt misschien dat sommige vissen een groenblauwe gloed uitstralen - dit is bacterieel licht.

Stel je nu voor dat een gigantisch aantal bacteriën, verspreid over een enorm gebied van open oceaan, ze begonnen allemaal tegelijk te gloeien. Dat maakt een melkachtige zee.

Hoewel biologen veel weten over deze bacteriën, wat de oorzaak is van deze enorme displays blijft een mysterie. Als bacteriën die op algen groeien de hoofdoorzaak waren van melkzeeën, ze zouden overal gebeuren, altijd. Nog, per oppervlakte rapporten, er komen wereldwijd slechts ongeveer twee of drie melkzeeën per jaar voor, meestal in de wateren van de noordwestelijke Indische Oceaan en voor de kust van Indonesië.

Satellietoplossingen

Als wetenschappers meer willen weten over melkzeeën, ze moeten er een vinden terwijl het gebeurt. Het probleem is, melkachtige zeeën zijn zo ongrijpbaar dat het bijna onmogelijk is om ze te proeven. Hier komt mijn onderzoek om de hoek kijken.

Satellieten bieden een praktische manier om de uitgestrekte oceanen te volgen, maar er is een speciaal instrument voor nodig dat licht kan detecteren dat ongeveer 100 miljoen keer zwakker is dan daglicht. Mijn collega's en ik verkenden voor het eerst het potentieel van satellieten in 2004 toen we Amerikaanse defensiesatellietbeelden gebruikten om een ​​melkachtige zee te bevestigen die een Brits koopvaardijschip, de SS-Lima, gerapporteerd in 1995. Maar de beelden van deze satellieten waren erg luidruchtig, en we konden ze op geen enkele manier als zoekhulpmiddel gebruiken.

We moesten wachten op een beter instrument - de Day/Night Band - gepland voor de nieuwe constellatie van satellieten van de National Oceanic and Atmospheric Administration. De nieuwe sensor is eind 2011 live gegaan maar onze hoop werd aanvankelijk de bodem ingeslagen toen we ons realiseerden dat de hoge gevoeligheid van de dag-/nachtband ook licht detecteerde dat wordt uitgezonden door luchtmoleculen. Het kostte jaren van het bestuderen van Day/Night Band-beelden om te kunnen interpreteren wat we zagen.

Eindelijk, op een heldere maanloze nacht begin 2018, een vreemde swoosh-vormige functie verscheen in de Day/Night Band-beelden voor de kust van Somalië. We vergeleken het met beelden van de nachten ervoor en erna. Terwijl de wolken en airglow-functies veranderden, de swoosh bleef. We hadden een melkachtige zee gevonden! En nu wisten we hoe we ze moesten zoeken.

De "aha!" moment dat het volledige potentieel van de Day/Night Band onthulde, kwam in 2019. Ik bladerde door de beelden op zoek naar wolken die zich voordeden als melkachtige zeeën toen ik een verbazingwekkende gebeurtenis ten zuiden van het eiland Java tegenkwam. Ik keek naar een enorme werveling van gloeiende oceaan die meer dan 40 overspande, 000 vierkante mijl (100, 000 vierkante km) - ongeveer zo groot als Kentucky. De beelden van de nieuwe sensoren zorgden voor een detailniveau en helderheid die ik niet voor mogelijk had gehouden. Ik keek met verbazing toe hoe de gloed langzaam afdreef en veranderde met de oceaanstromingen.

We hebben veel geleerd van dit keerpunt:hoe melkachtige zeeën verband houden met de temperatuur van het zeeoppervlak, biomassa en de stromingen - belangrijke aanwijzingen om hun vorming te begrijpen. Wat betreft het geschatte aantal betrokken bacteriën? Ongeveer 100 miljard biljoen cellen - bijna het totale geschatte aantal sterren in het waarneembare heelal!

De toekomst is helder

Vergeleken met de oude technologie, het bekijken van beelden van de dag-/nachtband is alsof je voor de eerste keer een bril opzet. Mijn collega's en ik hebben duizenden foto's geanalyseerd die sinds 2013 zijn gemaakt en we hebben tot nu toe 12 melkachtige zeeën ontdekt. De meeste gebeurden in dezelfde wateren waar zeelieden ze al eeuwenlang melden.

Misschien wel de meest praktische openbaring is hoe lang een melkachtige zee kan duren. Terwijl sommige maar een paar dagen duren, die bij Java duurde meer dan een maand. Dat betekent dat er een kans is om onderzoeksvaartuigen in te zetten voor deze afgelegen evenementen terwijl ze plaatsvinden. Dat zou wetenschappers in staat stellen om ze te meten op manieren die hun volledige samenstelling onthullen, hoe ze zich vormen, waarom ze zo zeldzaam zijn en wat hun ecologische betekenis in de natuur is.

Indien, zoals Kapitein Kingman, Ik sta wel eens op het dek van een schip, een schaduw werpend naar de hemel, Ik duik erin!

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.