Milky Seas — разгадывая тайны океана из космоса

Исследование водораздела публикуется в крупнейшем научном журнале мира, Научные отчеты, опубликовано Nature Research.

Сравнение фотографий, сделанных более старыми спутниковыми инструментами (слева), со снимками, полученными новым инструментом Day-Night Band (DNB) (справа). 

Молочные моря — это неуловимое и редкое проявление биолюминесценции в океане Земли и самая большая из известных форм на нашей планете. В отличие от бурной пены, создаваемой следами кораблей, молочные моря достигают долгоживущего, широко распространенного и однородного свечения на поверхности океана, которое может сохраняться в течение нескольких ночей и охватывает более 100000 квадратных километров (почти 39000 квадратных миль) — примерно размер штата Кентукки.

Моряки сталкиваются с этими необычными условиями только в некоторых отдаленных районах мира — в основном на северо-западе Индийского океана у берегов Африканского Рога и в водах, окружающих Индонезию. Предсказать, когда, где и почему образуются молочные моря, остается загадкой современной науки.

Таинственное свечение

Сюрреалистические описания легендарного «молочного моря», которое, по словам очевидцев, светится так же ярко, как снежное поле или ложе из облаков, распространялись среди моряков на протяжении всей истории, сказал Стив Миллер, новый директор CIRA и ведущий автор книги. Научные отчеты бумага. Эти истории нашли свое отражение в морских приключенческих романах, таких как «Моби-Дик» и «Двадцать тысяч лье под водой», заняв свое место в фольклоре, но не в научных наблюдениях.

Из более чем 200 зарегистрированных наблюдений, относящихся к 19 веку, только однажды, в 1985 году, исследовательское судно проплыло через молочное море. Образец воды, собранный в то время, показал, что штамм светящихся бактерий, колонизировавших цветение водорослей на поверхности воды, создавал свечение. Однако некоторые особенности молочных морей не могут быть адекватно объяснены этой гипотезой — особенно перед лицом свидетельств очевидцев.

Молочное море. 

Благодаря новым наблюдениям из космоса, исследователи теперь могут лучше понять обстоятельства этого увлекательного явления. Спутники Suomi NPP и NOAA-20, находящиеся далеко над мировым океаном, собирают изображения с помощью сложного набора датчиков, включая инструмент «Day / Night Band». Дневной / ночной диапазон обнаруживает очень слабое количество видимого света ночью и вглядывается в темноту, чтобы увидеть сияние городских огней, пламя лесных пожаров и многое другое, включая теперь способность видеть молочное море.

В Совместном институте исследований атмосферы (CIRA) CSU исследователи постоянно анализируют спутниковые данные, в том числе наблюдения в дневном / ночном диапазоне. Исследование CIRA с использованием этого инструмента нацелено на меняющиеся огни города, чтобы продемонстрировать, как пандемия COVID-19 повлияла на деятельность человека. Исследователи также использовали его для открытия нового феномена ночного свечения в атмосфере Земли.

«Группа Day / Night Band продолжает удивлять меня своей способностью раскрывать световые особенности ночи. Как и капитан Ахаб из «Моби-Дика», погоня за этими биолюминесцентными молочными морями была моим личным «белухой» на протяжении многих лет », — сказал Миллер.

Ловя свет

Тщательно проанализировав наблюдения в диапазоне день / ночь из трех мест, где часто встречается молочное море, Миллер и его команда обнаружили 12 проявлений этого неуловимого явления в период с 2012 по 2021 год.

Чтобы поймать свет, исходящий от молочного моря, требуется терпение и подходящие условия. Даже слабый лунный свет, отражающийся от поверхности океана, может замаскировать сигнал. Свет, излучаемый светящимися верхними слоями атмосферы, как прямо вверх, так и отраженный облаками, также может испортить наблюдения. Исследователи тщательно проанализировали сигналы в спутниковых данных, чтобы исключить другие источники излучения света, и использовали сложные методы, чтобы найти устойчивые биолюминесцентные структуры, излучающие свет за пределами фонового шума.

Огни города Ява контрастируют с большим пятном «молочного моря» на этом изображении, полученном датчиком Day / Night Band. Площадь светящейся морской глади здесь превышает 100 тысяч квадратных километров — почти 25 миллионов акров. 

Эти светящиеся водоемы, выглядящие как устойчивые светящиеся пятна в океане ночью, движутся вместе с океанскими течениями. Эти пятна исчезают из поля зрения днем ​​- из-за подавляющего количества света от Солнца по сравнению со слабым свечением океана — ночью спутник снова видит их.

Сопоставление спутниковых наблюдений с измерениями температуры морской поверхности, морской биомассы и анализируемых морских поверхностных течений привело авторов к выдвижению новых гипотез об уникальных условиях, окружающих формирование молочного моря.

«Молочные моря — это просто чудесное выражение нашей биосферы, значение которой в природе мы еще не осознали», — сказал Миллер. «Само их существо — это невероятная и убедительная история, которая связывает поверхность с небом, микроскопические масштабы с глобальными, а также человеческий опыт и технологии на протяжении веков; от торговых судов 18 века до современных космических кораблей. Группа Day / Night открыла еще один путь к научным открытиям ».