Un confronto tra le foto scattate da vecchi strumenti satellitari (a sinistra) con le immagini del nuovo strumento Day-Night Band (DNB) (a destra). Credito:Colorado State University
Utilizzando quasi un decennio di dati satellitari, i ricercatori della Colorado State University hanno scoperto "mari lattiginosi" in un modo mai visto prima:un raro e affascinante fenomeno di bioluminescenza oceanica rilevato da un sensore di scarsa illuminazione spaziale altamente sensibile.
Lo studio spartiacque appare nella più grande rivista scientifica del mondo, Rapporti scientifici , pubblicato da Nature Research.
I mari lattiginosi sono una dimostrazione sfuggente e rara di bioluminescenza nell'oceano terrestre, e la più grande forma conosciuta sul nostro pianeta. Distinto dalla schiuma turbolenta creata dalle scie delle navi, mari lattiginosi raggiungono una lunga vita, molto diffuso, e un bagliore uniforme sulla superficie dell'oceano che può persistere per diverse notti, e abbracciano più di 100, 000 chilometri quadrati (quasi 39, 000 miglia quadrate) – circa le dimensioni dello stato del Kentucky.
I marinai sperimentano queste condizioni straordinarie solo in alcune aree remote del mondo, principalmente nell'Oceano Indiano nordoccidentale al largo del Corno d'Africa, e nelle acque che circondano l'Indonesia. Prevedere quando, dove, e perché la forma dei mari lattiginosi rimane un mistero scientifico moderno.
Il misterioso bagliore
Descrizioni surreali del favoloso "mare lattiginoso, " che i testimoni oculari dicono risplende luminoso come un campo di neve o un letto di nuvole, è stato condiviso tra i marinai nel corso della storia, disse Steve Miller, Direttore entrante del CIRA e autore principale sul Rapporti scientifici carta. Queste storie hanno trovato la loro strada nei romanzi di avventura marinara come Moby Dick e Ventimila leghe sotto i mari, prendendo il loro posto nel folklore, ma non tanto nell'osservazione scientifica.
Le luci della città di Java contrastano con un'ampia macchia di "mari lattiginosi" in questa immagine del sensore Day/Night Band. L'area della superficie del mare incandescente qui è maggiore di 100, 000 chilometri quadrati – quasi 25 milioni di acri. Credito:Colorado State University
In più di 200 avvistamenti registrati risalenti al XIX secolo, solo una volta, nel 1985, una nave da ricerca ha navigato in un mare lattiginoso. Il campione d'acqua raccolto all'epoca suggeriva un ceppo di batteri luminosi, colonizzando una fioritura di alghe sulla superficie dell'acqua, creato il bagliore. Alcune delle caratteristiche dei mari lattiginosi, però, non sono adeguatamente spiegati da questa ipotesi, specialmente di fronte ai resoconti dei testimoni oculari.
Forte di nuove osservazioni dallo spazio, i ricercatori sono ora in grado di capire molto di più sulle circostanze di questo affascinante fenomeno. Da molto al di sopra degli oceani del mondo, i satelliti Suomi NPP e NOAA-20 raccolgono immagini utilizzando una sofisticata suite di sensori, compreso lo strumento "Day/Night Band". La banda giorno/notte rileva quantità molto deboli di luce visibile di notte, e scruta attraverso l'oscurità per rivelare il bagliore delle luci della città, le fiamme degli incendi boschivi, e molto altro ancora, tra cui, Ora, la capacità di vedere i mari lattiginosi.
Presso l'Istituto Cooperativo per la Ricerca in Atmosfera (CIRA) della CSU, i ricercatori analizzano costantemente i dati satellitari, comprese le osservazioni della Banda Giorno/Notte. La ricerca CIRA che ha utilizzato questo strumento ha mirato al cambiamento delle luci della città per dimostrare come la pandemia di COVID-19 ha avuto un impatto sull'attività umana. I ricercatori lo hanno anche usato per scoprire un nuovo fenomeno di luce notturna nell'atmosfera terrestre.
"La Day/Night Band continua a stupirmi con la sua capacità di rivelare le caratteristiche luminose della notte. Come il Capitano Achab di Moby-Dick, la ricerca di questi mari lattiginosi bioluminescenti è stata la mia personale "balena bianca" per molti anni, " ha detto Miller.
Catturare la luce
Analizzando attentamente le osservazioni della banda giorno/notte da tre località in cui vengono spesso segnalati mari lattiginosi, Miller e il suo team hanno individuato 12 occorrenze di questo fenomeno sfuggente tra il 2012 e il 2021.
Catturare la luce creata dai mari lattiginosi richiede pazienza e le giuste condizioni. Anche la debole luce lunare che si riflette sulla superficie dell'oceano può mascherare il segnale. Luce emessa dall'atmosfera superiore incandescente, sia direttamente verso l'alto che come riflesso dalle nuvole, possono ugualmente contaminare le osservazioni. I ricercatori hanno analizzato attentamente i segnali nei dati satellitari per escludere altre fonti di emissione di luce, e ha utilizzato tecniche sofisticate per trovare le strutture bioluminescenti persistenti che emettono luce oltre il rumore di fondo.
Apparendo come una macchia luminosa persistente sull'oceano di notte, questi corpi d'acqua incandescenti si muovono con le correnti oceaniche. Scomparendo alla vista durante il giorno, a causa dell'enorme quantità di luce del Sole rispetto al debole bagliore dell'oceano, queste macchie diventano nuovamente visibili al satellite di notte.
Accoppiando le osservazioni satellitari con le misure della temperatura superficiale del mare, biomassa marina, e le correnti superficiali del mare analizzate hanno portato gli autori a porre nuove ipotesi per le condizioni uniche che circondano la formazione del mare lattiginoso.
"I mari lattiginosi sono semplicemente meravigliose espressioni della nostra biosfera il cui significato in natura non abbiamo ancora scandagliato, " ha detto Miller. "Il loro stesso essere tesse un racconto improbabile e avvincente che lega la superficie ai cieli, il microscopico alla scala globale, e l'esperienza umana e la tecnologia attraverso i secoli; dalle navi mercantili del XVIII secolo alle astronavi dei giorni nostri. La Day/Night Band ha aperto un altro percorso verso la scoperta scientifica".