科学家发现了一种名为“银河海”的罕见现象,在这种情况下大海会像天空中的银河系一样明亮,造成这种现象的源头是海洋中小小的发光细菌,并且这种现象只在特定区域和特定条件下出现。
爪哇岛夜间的卫星图像,下面可以看到乳白色海洋的模糊轮廓
年,利马号商船在索马里近海航行,船员们发现自己驶入了一片特殊的水域,这片水域中没有任何通常上漆黑一片的景象,尤其是在当时那个没有月亮的夜晚,正相反这片水域中到处充满了发着光的白色幽灵,乳白色的大海中零星点缀着星星点点的黑色斑点,挡住了从水下射出的光。
美国科罗拉多州立大学的史蒂文·米勒教授说,“利马号商船发现了一种名为“银河海”的罕见现象,如此命名的原因是在这种情况下大海会像天空中的银河系一样明亮。那些幸运地遇到这种乳白色海洋的人们把它比作“在雪原中航行”,一直延伸到地平线,光线足够亮,甚至可以在这种环境中读书。”而且,令人惊讶的是同样的光足够地明亮,甚至可以从太空中看到,米勒教授在几年前通过重新检查年地球夜间的卫星图像证实了这一点。他说,“卫星图像显示,这些明亮的漫反射光覆盖了超过平方公里(大概是这附近的塔斯马尼亚岛面积的四分之一),恰好在利马号的航道上。”他上周在年海洋科学会议的线上会议说,“这是人类首次通过卫星确认存在“银河海”这种奇异的现象。”
从那以后,他利用更新一代的夜间观测卫星上更好的仪器,发现了最近的12次类似事件。这些事件中最大的一次“爪哇事件”拍摄于年8月25日至9月7日,覆盖了爪哇南部水域多达10万平方公里的海域。
年至年的“银河海”观测,灰色为历史观测,红色为卫星图像
米勒教授和他的合作者加州蒙特雷湾水族馆研究所的海洋生物学家史蒂文·哈多克说,这种生物发光的现象与偶尔在船只破浪或船只尾流中观测到的生物发光不同,它是由短暂的闪光组成的,当水中的细菌受到波浪的干扰时就会产生这种光。这种“银河海”的发光现象是稳定的,但是只有当发光的细菌数量非常多且距离非常近的时候才会出现。哈多克把这种现象称为“群体感应”,意思是环境中必须有很多细菌才能诱导它。他进一步补充,这个阈值数量大约是每毫升海水1亿个细菌,只有超过这个阈值数量的细菌才有可能产生“银河海”。
这是一个非常巨大的细菌数量,想想看“爪哇事件”的面积不是塔斯马尼亚岛的四分之一,而是比这个岛国大50%。哈多克说,如果你计算产生这么大的乳白色海洋事件所需的细菌数量,大约是10的23次方,也就是万亿。他承认,“凭直觉很难得出这个数字。”但他说,换算过来,这大约是全球海洋上层中平均估计细菌总数的10倍。
难怪发生在银河中的事件如此罕见。如果哈多克的粗略计算是正确的,那么它们只会发生在一些不寻常的事情发生的时候。米勒教授的数据表明,这种“银河海”的想象大多数出现在阿拉伯/索马里海(如利马河所见的)或澳大利亚北部水域(如爪哇南部的)。他和哈多克说,这可能是洋流的结果以及海洋洋流造成的营养物质从深层向表面产生上涌。
爪哇发生“银河海”现象海域附近的极高叶绿素浓度
这些营养物质为海藻提供了养分,而海藻又为发光细菌提供了养分。这些细菌会发光,以吸引可能以腐烂的藻类为食的鱼,从生物学上讲这些细菌并不担心被吃掉,事实上它们在鱼的内脏中生活得比在海洋中更好。“鱼类的身体里面实际上是细菌们更喜欢的栖息地,”米勒说。
目前细节仍在确定中,但整体的理论框架已经明确了。总有一天,卫星仪器会发现其中一个海域发生“银河海”的现象,当然研究人员除了利用太空中的卫星,也正在澳大利亚,印度,和非洲的海域使用研究船进行巡查,以便能够让科学家在这种罕见的现象还未发生时,就找出究竟发生了什么事情?
本文参考cosmosmagazine文章,“Wroughtbybacteria:aseaoflight”,如有兴趣还可查阅原文。
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