海洋广阔、深邃、黑暗,对我们这些脆弱的陆地生物来说并不适宜居住。在它那翻滚沸腾的肚子里,还有很多东西是未知的或知之甚少的。
技术正在改变这一点。
一个多世纪以来,水手们报告了一种异常美丽的现象,他们称之为“乳白色的海洋”——巨大的发光水域,有时会连续几个晚上持续存在。直到 2005 年,这一现象才最终得到证实——以低地球轨道卫星拍摄的照片的形式。
现在,科学家们利用近十年的卫星数据来详细揭示这一现象。尽管还有很多东西有待发现,但我们已经在了解地球上最大的已知生物发光形式方面迈出了一些重要的一步。
在他 1872 年的小说中海底两万里,儒勒·凡尔纳写道 “它被称为牛奶海……在安博伊纳海岸经常可以看到大片白色的小浪……令人惊讶的白色是由无数纤毛虫(一种发光的小蠕虫)的存在造成的”。
蠕虫是凡尔纳的猜想,但乳海却是真实的。这种现象的斑块面积可能大于 100,000 平方公里(约 39,000 平方英里),并且在上个世纪左右已有大量报道:1915 年至 1993 年间记录了 235 次目击事件,这表明发生率至少是原来的三倍每年。
然而,研究船只有一次设法航行通过一个,1985年在阿拉伯海。
他们收集的水中除其他生物外还含有一种生物发光海洋细菌,称为哈维氏弧菌;船上的研究人员得出结论,这可能是发光的来源,但一些特征仍然无法解释。此外,他们的结论还有待验证。
验证的问题有几个。银河海主要出现在偏远地区;而且它们是不可预测的,这意味着在研究船出现之前让一艘研究船就位几乎是不可能的。现在,由科罗拉多州立大学海洋生物学家史蒂文·米勒领导的一个科学家小组希望利用卫星成像来填补这一空白。
NOAA 的 Suomi NPP 和 NOAA-20 是两颗气象卫星,配备了各种传感器,包括一种称为日/夜波段的仪器。该传感器设计用于在各种照明条件下捕获微光发射源。
这意味着它能够独特地看到其他仪器可能看不到的微弱发光的海洋斑块。果然,当米勒和他的同事检查 2012 年至 2021 年间三个常见报告的乳海位置的日/夜波段数据时,他们发现了 12 个这种现象的实例。
2018 年拍摄的三晚连续镜头,展示了索马里海的乳白色海洋。 (Miller 等人,Sci. Rep.,2021)
日/夜波段展现夜间光线特征的能力继续让我感到惊讶,”米勒说。 “就像亚哈船长白鲸多年来,对这些生物发光的乳白色海洋的追求一直是我个人的‘白鲸’。”
长期以来人们都知道这种光芒是一种奇怪的光芒。与生物发光藻类不同的是,生物发光藻类在受到干扰时会发出闪光以发出警告信号,并且经常出现在翻滚的波浪和湍急的船只尾流中,而乳白色的海洋发出宽阔而稳定的光芒。我们不知道它们是如何形成的,或者为什么形成,也不知道发光是如何组成和结构的。
研究小组的数据显示,乳白色的海洋似乎与西北印度洋的季风产生共鸣,产生富含营养的水的凉爽上升流,但在海洋大陆地区并没有明显的季风关联。
这意味着当乳海出现时,其他一些过程可能会提供营养物上升流。
他们还发现,生物发光在波涛汹涌的水域中保持稳定,如果发光仅限于表面光滑,则不会发生这种情况。这表明存在一层混合良好的水层,其中含有发光的生物体。
当然,对乳海进行物理采样将有助于一劳永逸地解开这个谜团。该团队希望他们的卫星数据能够向我们展示更容易找到它们的方法。
“银河海只是我们生物圈的奇妙表现,我们尚未了解其在自然界中的重要性,”米勒说。
“它们的存在编织了一个看似不可能但引人入胜的故事,将地表与天空、微观与全球尺度以及各个时代的人类经验和技术联系在一起;从 18 世纪的商船到现代的宇宙飞船。日/夜乐队点亮了另一条科学发现之路。”
该研究发表于科学报告。