น้ำนม (Milk)

นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้เทคโนโลยีดาวเทียมใหม่เพื่อค้นหาตำนานทางทะเลที่เรืองแสงในที่มืด

หน้าแรก ข่าว วิทยาศาสตร์ & ดาราศาสตร์ เป็นเวลาหลายศตวรรษ ที่ลูกเรือได้เล่าเรื่องราวเกี่ยวกับมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ที่ส่องแสงเรืองรองในคืนที่มืดมิด (เครดิตภาพ: Steven D. Miller/NOAA) “มหาสมุทรทั้งมวลเป็นเหมือนที่ราบปกคลุมด้วยหิมะ มีเมฆน้อยบนท้องฟ้า แต่ท้องฟ้า … กลับกลายเป็นสีดำราวกับพายุโหมกระหน่ำ ฉากนั้นยิ่งใหญ่อลังการมาก ทะเลกลายเป็นฟอสฟอรัส สวรรค์ถูกแขวนด้วยความมืดมิด และดวงดาวที่ออกไป ดูเหมือนจะบ่งบอกว่าธรรมชาติทั้งหมดกำลังเตรียมรับไฟครั้งใหญ่ครั้งสุดท้ายซึ่งเราถูกสอนให้เชื่อว่าเป็นการทำลายล้าง โลกวัตถุนี้” – Captain Kingman of the American clipper ship Shooting Star, offshore of Java, Indonesia, 1854 บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกที่ The Conversation สิ่งพิมพ์ดังกล่าวมีส่วนสนับสนุนบทความใน Expert Voices: Op-Ed & Insights ของ Space.com สตีเวน ดี. มิลเลอร์ ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์บรรยากาศ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโด เป็นเวลาหลายศตวรรษ ที่ลูกเรือได้รายงานการเผชิญหน้าที่แปลกประหลาดเช่นนี้ เหตุการณ์เหล่านี้เรียกว่าทะเลน้ำนม สิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์กลางคืนที่หายากซึ่งพื้นผิวของมหาสมุทรเปล่งแสงจ้าที่สม่ำเสมอ พวกเขาสามารถครอบคลุมพื้นที่หลายพันตารางไมล์และด้วยเรื่องราวที่มีสีสันของกะลาสีในศตวรรษที่ 19 เช่น Capt. Kingman ทะเลน้ำนมเป็นส่วนที่รู้จักกันดีในนิทานพื้นบ้านทางทะเล แต่เนื่องจากธรรมชาติที่ห่างไกลและเข้าใจยากของพวกมัน พวกมันจึงยากอย่างยิ่งที่จะศึกษา และดังนั้นจึงยังคงเป็นส่วนหนึ่งของนิทานพื้นบ้านนั้นมากกว่าวิทยาศาสตร์ ฉันเป็นศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์บรรยากาศที่เชี่ยวชาญด้านดาวเทียมที่ใช้ศึกษาโลก เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้พัฒนาวิธีใหม่ในการตรวจจับทะเลทางช้างเผือกผ่านดาวเทียมรุ่นใหม่ล่าสุด ด้วยการใช้เทคนิคนี้ เราตั้งเป้าที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับน่านน้ำที่ส่องสว่างเหล่านี้จากระยะไกล และนำทางเรือวิจัยไปยังพวกมัน เพื่อที่เราจะได้เริ่มประนีประนอมเรื่องเหนือจริงด้วยความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ ที่เกี่ยวข้อง: ใต้ท้องทะเล: 50 ภาพที่น่าทึ่งจากมหาสมุทรของเรา นิทานของกะลาสีเรือ การเรืองแสงทางชีวภาพในทะเลน้ำนมเกิดจากแบคทีเรียชนิดหนึ่ง (ภาพ ทีมงานเก็บตัวอย่างและพบแบคทีเรียเรืองแสงสายพันธุ์หนึ่งที่เรียกว่า Vibrio harveyi ตั้งรกรากสาหร่ายที่ผิวน้ำ แบคทีเรียเรืองแสงต่างจากสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่เรียกว่าไดโนแฟลเจลเลต ซึ่งต่างจากแสงเรืองแสงที่เกิดขึ้นใกล้ชายฝั่งเมื่อถูกรบกวน เมื่อประชากรของพวกมันมีขนาดใหญ่พอ — ประมาณ 100 ล้านเซลล์แต่ละเซลล์ต่อน้ำหนึ่งมิลลิลิตร — สวิตช์ทางชีววิทยาภายในประเภทหนึ่งจะพลิกกลับและพวกมันทั้งหมดก็เริ่มเรืองแสงอย่างต่อเนื่อง แบคทีเรียเรืองแสงทำให้อนุภาคที่พวกมันตั้งรกรากเรืองแสง นักวิจัยคิดว่าจุดประสงค์ของการเรืองแสงนี้สามารถดึงดูดปลาที่กินพวกมันได้ แบคทีเรียเหล่านี้จะเจริญเติบโตในลำไส้ของปลา ดังนั้นเมื่อประชากรของพวกมันมีมากเกินไปสำหรับแหล่งอาหารหลักของพวกมัน กระเพาะของปลาจึงเป็นทางเลือกที่สองที่ดี ที่จริงแล้ว หากคุณเข้าไปในตู้ปลาในตู้เย็นและปิดไฟ คุณอาจสังเกตเห็นว่าปลาบางตัวปล่อยแสงสีเขียวแกมน้ำเงิน ซึ่งเป็นแสงจากแบคทีเรีย ลองนึกภาพดูว่าแบคทีเรียจำนวนมหึมากระจายไปทั่วพื้นที่กว้างใหญ่ของมหาสมุทรเปิด ทั้งหมดเริ่มเรืองแสงพร้อมกันหรือไม่ ที่ทำให้ทะเลมีน้ำนม ในขณะที่นักชีววิทยารู้มากเกี่ยวกับแบคทีเรียเหล่านี้ สิ่งที่ทำให้การแสดงขนาดใหญ่เหล่านี้ยังคงเป็นปริศนา หากแบคทีเรียที่เติบโตบนสาหร่ายเป็นสาเหตุหลักของทะเลน้ำนม พวกมันก็จะเกิดได้ทุกที่ตลอดเวลา อย่างไรก็ตาม ตามรายงานพื้นผิว มีทะเลน้ำนมประมาณสองหรือสามแห่งเกิดขึ้นทั่วโลกต่อปี ส่วนใหญ่อยู่ในน่านน้ำทางตะวันตกเฉียงเหนือของมหาสมุทรอินเดียและนอกชายฝั่งของอินโดนีเซีย นักวิจัยพบเหตุการณ์ในทะเลสีน้ำนมนอกชายฝั่งโซมาเลีย ซึ่งเห็นที่นี่เป็นสีซีดจางในภาพด้านซ้ายบน แผงอื่นๆ แสดงอุณหภูมิผิวน้ำทะเล กระแสน้ำในมหาสมุทร และคลอโรฟิลล์ (เครดิตรูปภาพ: Steven D. Miller/NOAA)โซลูชันดาวเทียมหากนักวิทยาศาสตร์ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับทะเลน้ำนม พวกเขาจำเป็นต้องไปถึงที่หนึ่งในขณะที่มันกำลังเกิดขึ้น ปัญหาคือ ทะเลน้ำนมเป็นสิ่งที่เข้าใจยากจนแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสุ่มตัวอย่าง นี่คือจุดเริ่มต้นของการวิจัยของฉัน ดาวเทียมเป็นวิธีที่ใช้ได้จริงในการตรวจสอบมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ แต่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษที่สามารถตรวจจับแสงที่จางกว่าแสงแดดได้ประมาณ 100 ล้านเท่า เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันสำรวจศักยภาพของดาวเทียมครั้งแรกในปี 2547 เมื่อเราใช้ภาพถ่ายดาวเทียมป้องกันประเทศของสหรัฐฯ เพื่อยืนยันทะเลน้ำนมที่เรือสินค้าอังกฤษ SS Lima รายงานในปี 2538 แต่ภาพจากดาวเทียมเหล่านี้มีเสียงดังมาก และที่นั่น ไม่มีทางที่เราจะใช้เป็นเครื่องมือค้นหาได้ เราต้องรอเครื่องมือที่ดีกว่า นั่นคือวงกลางวัน/กลางคืน ซึ่งวางแผนไว้สำหรับกลุ่มดาวเทียมกลุ่มใหม่ของ National Oceanic and Atmospheric Administration เซ็นเซอร์ใหม่เริ่มใช้งานในปลายปี 2011 แต่ความหวังของเราเริ่มพังทลายลงเมื่อเราตระหนักว่าความไวแสงสูงของ Day/Night Band ตรวจพบแสงที่ปล่อยออกมาจากโมเลกุลของอากาศด้วย ต้องใช้เวลาหลายปีในการศึกษาจินตภาพกลางวัน/กลางคืนจึงจะสามารถตีความสิ่งที่เราเห็นได้ ในที่สุด ในคืนที่ไร้ดวงจันทร์ที่ชัดเจนในต้นปี 2018 มีลักษณะรูปร่างคล้ายคลื่นลมแปลก ๆ ปรากฏในภาพแถบกลางวัน/กลางคืนนอกชายฝั่งโซมาเลีย เราเปรียบเทียบกับภาพเมื่อคืนก่อนและหลัง ในขณะที่คุณลักษณะของเมฆและอากาศเรืองแสงมีการเปลี่ยนแปลง swoosh ยังคงอยู่ เราได้พบทะเลน้ำนม! และตอนนี้เรารู้วิธีค้นหาพวกมันแล้ว ที่เกี่ยวข้อง: Black Marble: Amazing Earth at Night Photos จากอวกาศ ทะเลน้ำนมนอกชายฝั่งชวามีขนาดเท่ารัฐเคนตักกี้และกินเวลานานกว่าหนึ่งเดือน (เครดิตภาพ: Steven D. Miller/NOAA)The “aha!” ช่วงเวลาที่เปิดเผยศักยภาพเต็มรูปแบบของวงดนตรีกลางวัน/กลางคืนมาในปี 2019 ฉันกำลังดูภาพที่กำลังมองหาเมฆที่ปลอมตัวเป็นทะเลสีน้ำนม เมื่อฉันสะดุดกับเหตุการณ์ที่น่าประหลาดใจทางตอนใต้ของเกาะชวา ฉันกำลังดูเกลียวคลื่นขนาดใหญ่ของมหาสมุทรที่ส่องประกายซึ่งครอบคลุมพื้นที่กว่า 40,000 ตารางไมล์ (100,000 ตารางกิโลเมตร) ซึ่งมีขนาดประมาณรัฐเคนตักกี้ ภาพจากเซ็นเซอร์ใหม่ให้รายละเอียดและความคมชัดในระดับที่ฉันไม่เคยคิดมาก่อนว่าจะเป็นไปได้ ฉันเฝ้ามองด้วยความประหลาดใจเมื่อแสงเรืองรองค่อยๆ ล่องลอยและแปรเปลี่ยนตามกระแสน้ำในมหาสมุทร เราได้เรียนรู้มากมายจากกรณีลุ่มน้ำนี้: ทะเลน้ำนมเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิผิวน้ำทะเล ชีวมวล และกระแสน้ำอย่างไร – เบาะแสสำคัญในการทำความเข้าใจการก่อตัวของพวกมัน สำหรับจำนวนแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องโดยประมาณ? ประมาณ 1 แสนล้านล้านเซลล์ — เกือบเท่ากับจำนวนดาวทั้งหมดโดยประมาณในจักรวาลที่สังเกตได้! ภาพสองภาพทางด้านซ้ายถ่ายด้วยเทคโนโลยีดาวเทียมรุ่นเก่า ในขณะที่ภาพทางด้านขวาแสดงภาพความละเอียดสูงที่สร้างโดยเซ็นเซอร์แถบกลางวัน/กลางคืน (เครดิตรูปภาพ: Steven D. Miller/NOAA) อนาคตสดใสเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีเก่า การดูภาพ Day/Night Band เปรียบเสมือนการสวมแว่นตาเป็นครั้งแรก เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้วิเคราะห์ภาพที่ถ่ายมานับพันภาพตั้งแต่ปี 2013 และเราได้ค้นพบทะเลน้ำนม 12 แห่งจนถึงขณะนี้ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในน่านน้ำเดียวกันกับที่นักเดินเรือรายงานมาหลายศตวรรษ บางทีการเปิดเผยที่ใช้งานได้จริงที่สุดคือว่าทะเลน้ำนมจะอยู่ได้นานแค่ไหน แม้ว่าบางอันจะอยู่ได้เพียงไม่กี่วัน แต่อันที่อยู่ใกล้ชวายังคงมีอยู่นานกว่าหนึ่งเดือน นั่นหมายความว่ามีโอกาสที่จะปรับใช้ยานวิจัยกับเหตุการณ์ระยะไกลเหล่านี้ในขณะที่กำลังเกิดขึ้น ซึ่งจะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดค่าได้ด้วยวิธีที่เปิดเผยองค์ประกอบทั้งหมด วิธีที่ก่อตัว เหตุใดจึงหายาก และความสำคัญทางนิเวศวิทยาในธรรมชาติเป็นอย่างไร ถ้าเช่นกัปตันคิงแมน ฉันเคยพบว่าตัวเองยืนอยู่บนดาดฟ้าเรือ ทอดเงาไปสู่สวรรค์ ฉันกำลังดำดิ่งลงไป! บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจาก The Conversation ภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ ติดตามปัญหาและการอภิปรายของ Expert Voices ทั้งหมด และเป็นส่วนหนึ่งของการสนทนาบน Facebook และ Twitter ความคิดเห็นที่แสดงเป็นความคิดเห็นของผู้เขียนและไม่จำเป็นต้องสะท้อนความคิดเห็นของผู้จัดพิมพ์ เข้าร่วม Space Forums ของเราเพื่อพูดคุยในภารกิจล่าสุด ท้องฟ้ายามค่ำคืน และอีกมากมาย! และหากคุณมีเคล็ดลับข่าวสาร แก้ไข หรือแสดงความคิดเห็น โปรดแจ้งให้เราทราบที่ community@space.com

Back to top button