Tajemnicza poświata oceanu obserwowana od ponad 400 lat wciąż zaskakuje naukowców. Nowe badania mogą „rzucić światło” na to zjawisko.

Źródło zdjęcia: Pexels

Przez ponad cztery stulecia żeglarze donosili o tajemniczym zjawisku, kiedy ocean wydaje się emitować blask, który można dostrzec, gdzie tylko dosięga wzrok.

„Morze, od horyzontu po horyzont we wszystkich kierunkach, przybrało fosforyzującą poświatę… księżyc właśnie zaszedł, a cała tafla wody była o kilka odcieni jaśniejsza niż niebo” - napisał J. Brunskill, oficer na pokładzie statku SS Ixion, który w 1967 roku przepływał przez Morze Arabskie.

Prawie dekadę później załoga statku MV Westmorland doświadczyła podobnego zjawiska na tym samym morzu, przepływając przez „wielki obszar bioluminescencji”, jak relacjonował kapitan statku, P. W. Price. „Morze… świeciło intensywnym, jaskrawo zielonym blaskiem. Tak intensywnym, że nie dało się odróżnić wzburzonych fal od gładkiej tafli, co wydawało się idealnie płaskim morzem” napisał w liście z 1976 roku.

Zjawiska te, nazwane przez marynarzy „mlecznymi morzami”, są niezwykle trudne do zbadania ze względu na ich rzadkość oraz fakt, że pojawiają się w odległych regionach oceanu, gdzie obecność człowieka jest ograniczona.

Obecnie naukowcy, mający nadzieję lepiej zbadać to osobliwe zjawisko, są o krok bliżej do przewidzenia, kiedy i gdzie pojawią się te tajemnicze bioluminescencyjne zjawiska. Justin Hudson, doktorant na Uniwersytecie Stanowym Kolorado na wydziale nauk atmosferycznych, zgromadził ponad 400 udokumentowanych przypadków występowania „mlecznych mórz”, włączając w to relacje Brunskilla i Price’a, tworząc nową bazę danych, która ma pomóc w przyszłości w wysłaniu statku badawczego do miejsca wystąpienia zjawiska. Wyniki opublikowano w środę w czasopiśmie „Earth and Space Science”.

„Mam nadzieję, że dzięki tej bazie danych więcej osób zacznie badać ‘mleczne morza’ i uda się wreszcie rozwikłać tę zagadkę, która trwa od wieków.” powiedział Hudson, główny autor badania. Dodał, że dalsze badania mogą pomóc odpowiedzieć na pytania o naturę tego fenomenu, np. dlaczego występuje i jakie może mieć znaczenie dla życia w oceanie.

„Mleczne morza mogą być oznaką zdrowego, dobrze funkcjonującego ekosystemu. Albo mogą być znakiem niezdrowego ekosystemu. Tego jeszcze nie wiemy” wyjaśnia. „Dzięki możliwości przewidywania, kiedy i gdzie się pojawią, możemy zacząć odpowiadać na pytania o to…, jakie jest jego miejsce w globalnym, połączonym systemem Ziemi”.

Bioluminescencyjne bakterie

Obserwatorzy porównują „mleczne morza” do blasku świecących w ciemności gwiazdek przyklejanych na sufitach dziecięcych sypialni. Według relacji marynarzy, poświata jest na tyle silna, że można przy jej świetle czytać - co stanowi kontrast wobec zwykle ciemnych wód oceanu, gdzie nie ma słońca lub światła księżycowego. Zjawisko to może utrzymywać się nawet przez kilka miesięcy i obejmować powierzchnię dochodzącą do 100 000 km², tak dużą, że może być widoczna z kosmosu.

Choć naukowcy nie znają jeszcze dokładnych przyczyn tego zjawiska, przypuszczają, że może ono być efektem wysokiego stężenia mikroskopijnych, świecących bakterii o nazwie Vibrio harveyi. Hipoteza ta opiera się na przypadku z 1985 roku, gdy przypadkowo pobrano i przebadano próbkę wody w trakcie jednego z takich wydarzeń.

„Poza tym jednak, okoliczności, w jakich powstają, i jak sprawiają, że cały ocean zaczyna świecić, nadal są w dużej mierze nieznane” mówi dr Steven Miller, współautor badania i profesor na Uniwersytecie Stanowym Kolorado na wydziale nauk atmosferycznych. Miller, który bada ten fenomen od dekad, był również autorem badania z 2021 roku, które wykazało, że największe zjawiska tego typu można wykryć z pomocą satelitów.

Łącząc wszystkie znane relacje, zarówno historyczne zapiski, jak i dane satelitarne, autorzy badania zauważyli pewne prawidłowości: „Mleczne morza” pojawiają się głównie na Morzu Arabskim i na wodach Azji Południowo-Wschodniej, a ich występowanie może być powiązane z globalnymi zjawiskami klimatycznymi, takimi jak dipol Oceanu Indyjskiego (zjawisko klimatyczne, które polega na zmianach temperatury powierzchni morza pomiędzy wschodnią i zachodnią częścią Oceanu Indyjskiego) czy oscylacja południowa El Niño (globalne zjawisko klimatyczne, jest ono wywołane przez zmiany temperatur i wiatrów w tropikalnym Pacyfiku).

Regiony, gdzie „mleczne morza” występują, charakteryzują się zjawiskiem upwellingu, czyli wynoszenia na powierzchnię zimnych, bogatych w składniki odżywcze wód głębinowych, wskutek działania silnych wiatrów. Hudson szacuje, że w tych obszarach zjawisko występuje mniej więcej raz do roku.

„To miejsca o wysokiej aktywności biologicznej” mówi Hudson. „Ale takich miejsc na Ziemi jest wiele. Tak więc to, co tak naprawdę sprawia, że ​​(te regiony) są wyjątkowe, jest pytaniem otwartym”.

Rola „mlecznych mórz” w ekosystemie

„Mleczne morza” różnią się od bardziej powszechnych zjawisk bioluminescencji, które są powodowane przez typ fitoplanktonu zwany dinoflagellatami. Te organizmy emitują niebieskie światło w reakcji na bodźce, np. przepływające ryby czy fale uderzające w brzeg morza, w przeciwieństwie do stałego, równomiernego blasku „mlecznych mórz”.

Podczas gdy błysk fitoplanktonu pełni funkcję mechanizmu obronnego, badacze przypuszczają, że świecenie bakterii związane z „mlecznymi morzami” ma na celu przyciągnięcie ryb, które zjadając bakterie, umożliwiają im dalsze namnażanie się w swoich układach pokarmowych, powiedział Miller, który jest dyrektorem Instytutu CIRA (Instytut Badań Atmosfery) przy Uniwersytecie Stanowym Kolorado.

Tak jak wielu innych badaczy bioluminescencji, Miller ma nadzieję, że pewnego dnia uda mu się osobiście zobaczyć to zjawisko. Dr Edith Widder, oceanografka i biolożka morska, która nie brała udziału w badaniu, też ma ten sam cel. „Przez całą karierę obserwowałam i mierzyłam bioluminescencję w oceanie. Widziałam niesamowite świetlne pokazy, ale nigdy nie dane mi było ujrzeć mlecznego morza. Bardzo chciałabym je ujrzeć” napisała w e-mailu. „Poprzez zgromadzenie tej bazy danych autorzy przybliżają nas do możliwości przewidywania, gdzie i kiedy może powstać mleczne morze”.

Widder, która jest także dyrektorką generalną i główną badaczką w Stowarzyszeniu ds. Badań i Ochrony Oceanów, zastanawia się nad wpływem tego typu zjawiska na inne formy życia morskiego, zwłaszcza te, które w ciągu dnia ukrywają się w głębinach i wynurzają się tylko nocą, by żerować.

„Światło odgrywa kluczową rolę w rozmieszczeniu i zachowaniu zwierząt w oceanie. Co się dzieje z tą codzienną grą w chowanego, kiedy zwierzęta, które muszą się ukrywać, zostają wystawione na światło bioluminescencji? Jaki ma to wpływ na cykl węglowy? To naturalny eksperyment, który może ujawnić wiele na temat funkcjonowania życia w oceanie” dodaje.

W przeszłości podejmowano próby stworzenia baz danych dotyczących „mlecznych mórz”, lecz wszystkie ostatecznie zostały zapomniane przez czas. Nowa baza „ustala na nowo punkt odniesienia dla naszej wiedzy i świadomości, ‘mleczne morza’ pojawiają się na całym świecie i mogą utrzymywać się przez dłuższy okres” - powiedziała Miller.

W trakcie tych niezwykłych zjawisk oceanicznych „populacja bakterii reaguje w sposób tak dramatyczny, i w taki sposób, którego nie przewidywaliśmy, że będzie to możliwe” - dodaje.

Wśród licznych pytań, które nadal pozostają bez odpowiedzi: naukowcy nie wiedzą, w jaki sposób zmiany klimatu wpływają na występowanie tych zjawisk i jak to wpłynie na ekosystem. 

„Musimy zrozumieć, jak działa ten proces… ponieważ bakterie i fitoplankton znajdują się u podstawy łańcucha pokarmowego oceanów - wszystkie wyżej rozwinięte gatunki, w tym ryby, są od niego zależne. A zmiany w tym łańcuchu, bazujące na zmianach w cyrkulacjach na naszej planecie, to coś, o czym musimy się dowiedzieć więcej.”