Ученые используют новые спутниковые технологии для поиска светящихся в темноте молочных морей из морских легенд

"Весь вид океана был похож на равнину, покрытую снегом. На небе не было ни облачка, но небо... казалось черным, как будто бушевала буря. Сцена была ужасающе грандиозной, море превратилось в фосфор, небеса повисли в черноте, а звезды погасли, казалось, что вся природа готовится к последнему грандиозному пожару, который, как нас учат верить, должен уничтожить этот материальный мир".
- Капитан Кингман с американского клипера "Падающая звезда", у берегов Явы, Индонезия, 1854 г.

На протяжении веков моряки сообщали о странных встречах, подобных той, что описана выше. Эти явления называются молочными морями. Это редкое ночное явление, при котором поверхность океана излучает ровное яркое свечение. Они могут охватывать тысячи квадратных миль, и благодаря красочным рассказам мореплавателей XIX века, таких как капитан Кингман, молочные моря стали хорошо известной частью морского фольклора. Но из-за своей отдаленной и неуловимой природы их чрезвычайно трудно изучать, и поэтому они остаются скорее частью фольклора, чем науки.

Профессор атмосферных наук, специализирующийся на спутниках, используемых для изучения Земли, с помощью новейшего поколения спутников, с коллегами разработали новый способ обнаружения млечных морей. Используя этот метод, они стремятся узнать об этих светящихся водах дистанционно и направить к ним исследовательские суда, чтобы можно было начать примирять сюрреалистические истории с научным пониманием.

На сегодняшний день только одно исследовательское судно когда-либо сталкивалось с молочным морем. Этот экипаж собрал образцы и обнаружил штамм светящихся бактерий под названием Vibrio harveyi, колонизирующих водоросли на поверхности воды.

В отличие от биолюминесценции, которая происходит вблизи берега, где маленькие организмы, называемые динофлагеллятами, вспыхивают ярким светом, когда их беспокоят, светящиеся бактерии работают совершенно по-другому. Как только их популяция становится достаточно большой - около 100 миллионов отдельных клеток на миллилитр воды - происходит своего рода внутренний биологический переключатель, и все они начинают светиться ровным светом.

Светящиеся бактерии заставляют светиться частицы, которые они колонизируют. Исследователи полагают, что цель этого свечения может заключаться в привлечении рыб, которые ими питаются. Эти бактерии процветают в кишках рыб, поэтому, когда их популяция становится слишком большой для их основного источника питания, желудок рыбы становится отличным вторым вариантом. На самом деле, если зайти в холодильную камеру для рыбы и выключить свет, можно заметить, что некоторые рыбы излучают зеленовато-голубое свечение - это свет бактерий.

Теперь представьте, если бы гигантское количество бактерий, разбросанных по огромной площади открытого океана, одновременно начали светиться. Получится молочное море.

Хотя биологи многое знают об этих бактериях, то, что вызывает эти массовые проявления, остается загадкой. Если бы бактерии, растущие на водорослях, были основной причиной молочных морей, они происходили бы повсюду и постоянно. Однако, согласно поверхностным данным, в мире происходит всего два или три молочных моря в год, в основном в водах северо-западной части Индийского океана и у берегов Индонезии.

Если ученые хотят узнать больше о млечных морях, им нужно попасть в одно из них в тот момент, когда это происходит. Проблема в том, что млечные моря настолько неуловимы, что их практически невозможно исследовать. Вот здесь-то и вступает в игру одно исследование.

Спутники предлагают практический способ наблюдения за огромными океанами, но для этого нужен специальный прибор, способный обнаруживать свет, который примерно в 100 миллионов раз слабее дневного. Ученые впервые исследовали возможности спутников в 2004 году, когда с помощью снимков американских военных спутников подтвердили наличие молочного моря, о котором британское торговое судно SS Lima сообщило в 1995 году. Но изображения с этих спутников были очень шумными, и они никак не могли использовать их в качестве поискового инструмента.

Им пришлось ждать более совершенный прибор - Day/Night Band - запланированный для новой группировки спутников Национального управления океанических и атмосферных исследований. Новый датчик был запущен в конце 2011 года, но надежды поначалу не оправдались, когда ученые поняли, что высокая чувствительность Day/Night Band также обнаруживает свет, излучаемый молекулами воздуха. Потребовались годы изучения снимков в диапазоне день/ночь, чтобы мы смогли интерпретировать увиденное.

Наконец, в ясную безлунную ночь в начале 2018 года на снимках Day/Night Band у берегов Сомали появилась странная особенность в форме свуша. Мы сравнили его со снимками предыдущей и последующей ночей. В то время как облака и свечение воздуха изменились, свуш остался. Они обнаружили молочное море! И теперь знают, как их искать.

Момент "ага!", который раскрыл весь потенциал диапазона день/ночь, наступил в 2019 году. Просматривались снимки в поисках облаков, маскирующихся под молочные моря, когда ученые наткнулись на поразительное событие к югу от острова Ява. Перед ними был огромный вихрь светящегося океана площадью более 100 000 квадратных километров - примерно размером с Кентукки. Изображения, полученные с помощью новых датчиков, обеспечили такой уровень детализации и четкости, который не представляется возможным. Они с изумлением наблюдали, как свечение медленно дрейфовало и менялось под воздействием океанских течений.

Ученые многое узнали из этого переломного случая: как молочные моря связаны с температурой поверхности моря, биомассой и течениями - важные подсказки для понимания их образования. Что касается предполагаемого количества бактерий? Приблизительно 100 миллиардов триллионов клеток - почти общее расчетное количество звезд в наблюдаемой Вселенной!

По сравнению со старой технологией, просмотр снимков в диапазоне день/ночь - это как впервые надеть очки. Ученые проанализировали тысячи снимков, сделанных с 2013 года, и на сегодняшний день обнаружили 12 молочных морей. Большинство из них произошло в тех самых водах, где мореплаватели сообщали о них на протяжении веков.

Возможно, самым практичным открытием является то, как долго может длиться молочное море. В то время как некоторые из них длятся всего несколько дней, то, что наблюдалось возле острова Ява, продолжалось более месяца. Это означает, что есть возможность направить исследовательские корабли к этим удаленным явлениям, пока они происходят. Это позволит ученым измерить их таким образом, чтобы выявить их полный состав, как они формируются, почему они так редки и каково их экологическое значение в природе.

Если, подобно капитану Кингману, я когда-нибудь окажусь на палубе корабля, отбрасывая тень в небеса, я нырну!