
กะลาสีเรือที่ได้เห็นปรากฏการณ์ที่หายากด้วยตนเองและนักวิทยาศาสตร์ที่เห็นมันจากท้องฟ้ารวมทีมเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับแสงสลัว
ท้องฟ้าไร้จันทร์และมืดครึ้ม ไม่มีดาวให้เหลียวหลัง อยู่ตามลำพังกลางทะเลอาหรับ ที่ไหนสักแห่งระหว่างโอมานและอินเดีย ข้าพเจ้ามองไม่เห็นสิ่งใดในคืนที่มืดมิด เว้นแต่เข็มทิศที่มีแสงสลัวของเรือที่กลิ้งอยู่บนภูเขากันดาร ขณะที่เราโบกสะบัดไปมาในทะเลยาวสามเมตร . แต่ครึ่งชั่วโมงในกะของฉัน ใบเรือที่อยู่เหนือฉันเริ่มเรืองแสง ราวกับว่าดวงจันทร์ขึ้นแล้ว แต่ไม่มีดวงจันทร์ ไม่มีดวงดาว หรือเรือลำอื่น ดูเหมือนว่าแสงจะมาจากเบื้องล่างและรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ในไม่ช้าทั้งมหาสมุทรก็กลายเป็นแท่งเรืองแสงสีเขียว แต่ปิดเสียงราวกับว่าแสงส่องผ่านทะเลน้ำนม
เดือนสิงหาคมปี 2010 และฉันล่องเรือมาเป็นเวลากว่าสองเดือนแล้ว โดยอาสาร่วมกับ NGO the Biosphere Foundation เพื่อส่งมอบMirซึ่งเป็นเรือลำยาว 35 เมตรที่พวกเขาเพิ่งได้มาในมอลตา กลับไปที่ท่าเรือบ้านของพวกเขาในสิงคโปร์ . ในระหว่างการเดินทาง ฉันคุ้นเคยกับ “ประกายทะเล” ตามปกติที่เกิดจากไดโนแฟลเจลเลตที่จุดไฟเมื่อน้ำกระวนกระวาย ทำให้ริบบิ้นของแสงบิดคันธนูของMir แต่นี่ไม่ใช่อย่างนั้น นี่คือมหาสมุทรทั้งหมด เท่าที่ฉันมองเห็น มีแสงสีเขียวขุ่นเป็นชุดเดียวกัน แม้ว่าเข็มทิศจะยังหมุนอยู่บนภูเขา แต่แสงในน้ำก็สร้างภาพลวงตา ทำให้ทะเลดูสงบอย่างสมบูรณ์ ราวกับว่าเรากำลังร่อนผ่านท้องฟ้าเรืองแสงมากกว่าทะเลที่ลุกเป็นคลื่น
ฉันปลุกลูกเรือที่เหลือ และนานกว่าสี่ชั่วโมงที่เรายังคงจมอยู่ในทะเลแห่งแสงสีเขียวนี้ อย่างน่าประหลาดใจ โดยไม่รู้ว่าเรากำลังเห็นอะไรอยู่ ในที่สุด เส้นที่คมกริบก็ปรากฏขึ้นตรงหน้าเรา ที่ซึ่งทะเลแลมเบนท์สิ้นสุดลงและความมืดเริ่มต้นขึ้น เมื่อข้ามผ่าน เราทิ้งโลกปีศาจจำนวนมหาศาลนั้นไว้และกลับเข้าไปในโลกที่คุ้นเคยอีกครั้ง ถึงแม้ว่าเราจะยังเห็นแสงสีเขียวแวววาวที่ท้ายเรืออีกหนึ่งชั่วโมงก่อนที่มันจะหายไป จนกระทั่งเราไปถึงท่าเรือ 10 วันต่อมา เราก็ได้เรียนรู้ชื่อของปรากฏการณ์น่าขนลุกที่รายล้อมเรา นั่นคือทะเลน้ำนม
เป็นเวลาหลายศตวรรษ ที่ชาวเรือได้บรรยายถึงทะเลน้ำนม ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยากซึ่งมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ไพศาลจะสว่างไสวสม่ำเสมอในเวลากลางคืน บางครั้งก็แผ่ขยายออกไปหลายหมื่นตารางกิโลเมตร หรือมากกว่านั้น WE Kingman กัปตันของ Clipper Shooting Starกล่าวถึงเรื่องนี้เมื่อได้เห็นเหตุการณ์ในปี 1854 ว่า “ฉากนั้นยิ่งใหญ่อลังการมาก ทะเลกลายเป็นฟอสฟอรัส และท้องฟ้าถูกแขวนในความมืด และดวงดาวที่ออกไป ดูเหมือนจะบ่งบอกว่าธรรมชาติทั้งหมดกำลังเตรียมการสำหรับไฟครั้งใหญ่ครั้งสุดท้ายที่เราสอนให้เชื่อว่าจะทำลายล้างโลกวัตถุนี้”
ทะเลน้ำนมได้ปรากฏตัวขึ้นในMoby-Dickโดยที่ Melville บรรยายถึงกะลาสีเรือที่แล่นผ่าน “ภาพหลอนแห่งผืนน้ำที่ขาวโพลน” ซึ่ง “น่ากลัวสำหรับเขาราวกับเป็นผีจริงๆ”
ทั้งลูกเรือเล็กๆ ของเรา หรือ Melville หรือ Kingman ไม่รู้ว่าอะไรเป็นสาเหตุให้ทะเลเรืองแสง ในปี 2010 ลูกเรือของเราได้รับประโยชน์จากการอยู่ในโลกที่วิทยาศาสตร์กำหนดไว้ได้ดีกว่าที่เคยเป็นในปี 1800 ซึ่งอาจอธิบายได้ว่าทำไม Kingman และกะลาสีเรือของ Melville ตอบโต้ด้วยความหวาดกลัวอย่างสุดซึ้ง ในขณะที่เราจ้องมองด้วยความประหลาดใจ โดยรู้ว่าไม่มี ไม่ว่าปรากฏการณ์นี้จะปรากฎอยู่นอกโลกอย่างไร ก็เป็นที่ชัดเจนของโลกนี้
การเรืองแสงทางชีวภาพ—การปล่อยแสงโดยสิ่งมีชีวิต—เป็นเรื่องปกติบนโลกของเรา และไม่มีที่ไหนที่จะดีไปกว่าในมหาสมุทร ปลาเรืองแสง ปลาทูนิเคต ไดโนแฟลเจลเลต ครัสเตเชีย หอย แมงกะพรุน และแบคทีเรียเรืองแสงและวาบผ่านทะเลของเราในเวลากลางคืน แต่ทะเลน้ำนม แม้จะกว้างใหญ่ไพศาล แต่ก็เป็นเรื่องธรรมดา และเชื่อกันว่าเกิดจากสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดชนิดหนึ่งในมหาสมุทร
ทุกการสังเกตการณ์ทะเลน้ำนมตลอดประวัติศาสตร์ล้วนเป็นโอกาสที่ฉันได้เผชิญหน้า เช่นเดียวกับฉัน และมีเพียงครั้งเดียวเท่านั้นที่เรือที่มีความสามารถในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใดๆ เกิดขึ้นกับเรือลำเดียว เมื่อเรือ USS Wilkesแล่นผ่านทะเลน้ำนมเป็นเวลาสามคืนติดต่อกันนอกเกาะ Socotra เยเมนในปี 1985 บนเรือWilkesคือ David Lapota นักชีววิทยาทางทะเลผู้ล่วงลับ ซึ่งทำงานให้กับกองทัพเรือในขณะนั้นกำลังศึกษาการเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิต Lapota และทีมนักวิจัยของเขาได้สุ่มตัวอย่างน้ำและค้นพบแบคทีเรียเรืองแสงVibrio harveyi ที่อุดมสมบูรณ์ ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่พบได้ทั่วไปและกระจายตัวได้ดีซึ่งรู้จักกันในนามการเรืองแสงติดอยู่กับเศษสาหร่าย ทำให้พวกเขาตั้งสมมติฐานว่าแบคทีเรียกลุ่มนี้และแบคทีเรียที่เรืองแสงได้ชนิดอื่นๆ อาจเป็นสาเหตุของทะเลน้ำนม งานวิจัยนี้ดำเนินการเมื่อเกือบ 40 ปีที่แล้ว ยังคงเป็นครั้งเดียวที่มีการศึกษาทะเลน้ำนมในพื้นที่นี้
สมมติว่านักวิทยาศาสตร์ถูกต้องว่าทะเลน้ำนมเกิดจากแบคทีเรีย คำถามยังคงอยู่: ทำไม? แบคทีเรียที่เรืองแสงได้นั้นต่างจากสิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่วิวัฒนาการการเรืองแสงทางชีวภาพเพื่อหลีกหนีการปล้นสะดม แบคทีเรียเรืองแสงต้องการถูกกิน—ภายในลำไส้ของปลาจะให้ที่อยู่อาศัยที่เชื่อถือได้มากกว่าการลอยอย่างอิสระในมหาสมุทรเปิด แต่แบคทีเรียเพียงตัวเดียวมีแนวโน้มว่าจะเล็กเกินไปที่จะดึงดูดความสนใจของปลาด้วยตัวมันเอง ดังนั้นสำหรับการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิตด้วยกล้องจุลทรรศน์ของพวกมันเพื่อแสดงในระดับมหภาค พวกมันต้องการความแข็งแกร่งในตัวเลข ในการทำงานร่วมกัน แบคทีเรียแต่ละชนิดจะปล่อยสัญญาณทางเคมีเพื่อตรวจจับว่ามีแบคทีเรียชนิดอื่นอยู่ใกล้ ๆ หรือไม่ และเมื่อพวกเขารู้จักจำนวนที่เพียงพอแล้วเท่านั้นนักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าต้องใช้ประชากรประมาณ 10 ถึง 100 ล้านแบคทีเรียต่อน้ำหนึ่งมิลลิลิตรพวกเขาจะเริ่มส่องแสง นี่เป็นกระบวนการที่เรียกว่าการตรวจจับองค์ประชุม และอาจอธิบายได้ว่าทำไมทะเลน้ำนมจึงก่อตัวขึ้น
ในพื้นที่ที่มีแหล่งน้ำขึ้นสูง เช่น มหาสมุทรอินเดียตะวันตกเฉียงเหนือ ที่ซึ่งอินทรีย์วัตถุที่เน่าเปื่อยที่อุดมด้วยสารอาหารมากมาย เช่น เศษปูที่เน่าเปื่อย หรือแม้แต่จุดปลาวาฬที่ตายไปนาน ถูกผลักขึ้นสู่ผิวน้ำจากส่วนลึก แบคทีเรีย จะพบอาณานิคมมากมาย เมื่อน้ำที่อุดมสมบูรณ์เหล่านี้แยกตัวออกไปเนื่องจากกระแสน้ำ หรือเมื่อมวลน้ำที่มีความเค็มหรืออุณหภูมิต่างกันมาบรรจบกันและก่อตัวเป็นแนวหน้าทางกายภาพ พวกมันสามารถป้องกันการผสมกัน ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดสตูว์เข้มข้น ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ขนานนามว่า “ สมมติฐานกระติกน้ำธรรมชาติ” ในสถานการณ์สมมตินี้ ผ่านการตรวจจับองค์ประชุม แบคทีเรียเหล่านี้ทำให้เกิดการเรืองแสงทางเคมีที่สามารถกลายเป็นการเรืองแสงทางชีวภาพที่ใหญ่ที่สุดในโลก
แนวคิดเกี่ยวกับขวดโหลธรรมชาตินี้อาจช่วยอธิบายได้ว่าเหตุใดเมื่อเรือของเราแล่นในทะเลน้ำนมครั้งแรก แสงจึงเจือจางลงและแทบจะมองไม่เห็น แต่เมื่อเราออกเรือในอีกไม่กี่ชั่วโมงต่อมา เราก็ข้ามเขตแดนที่ชัดเจน ด้านหนึ่งของเหตุการณ์นั้น น้ำที่เรืองแสงและไม่เรืองแสงกำลังปะปนกัน ในขณะที่อีกด้านหนึ่ง เนื่องจากด้านหน้าของมหาสมุทรบางประเภท จึงมีการรักษาแนวกั้นคล้ายกำแพงไว้ระหว่างเงื่อนไขพิเศษและไม่ค่อยเข้าใจ ปล่อยให้ทะเลน้ำนมก่อตัวขึ้นและเงื่อนไขเหล่านั้นไม่เกิดขึ้น นี่เป็นเพียงหนึ่งในหลายสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเข้าใจได้ดีขึ้นโดยการศึกษาทะเลทางช้างเผือกในพื้นที่ ซึ่งอาจเป็นไปได้ด้วยเทคโนโลยีดาวเทียมรุ่นใหม่ในเร็วๆ นี้
สตีฟ มิลเลอร์ ผู้อำนวยการสถาบันสหกรณ์เพื่อการวิจัยในบรรยากาศ เป็นส่วนหนึ่งของนักวิทยาศาสตร์กลุ่มเล็กๆ ที่นำความพยายามที่จะขจัดความลึกลับของทะเลน้ำนมมาเกือบ 20 ปี โดยค้นหาจากสถานที่ที่ไม่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด: ฟอร์ตคอลลินส์ โคโลราโด เขาเป็นคนแรกที่ค้นพบทะเลน้ำนมจากเก้าอี้สำนักงานของเขา
มิลเลอร์ติดต่อฉันไม่นานหลังจากที่ฉันเขียนบล็อกโพสต์เกี่ยวกับประสบการณ์ของเราในการล่องเรือในทะเลน้ำนม ตื่นเต้นบอกฉันว่าลูกเรือของเรือของเราเป็นหนึ่งในไม่กี่คนที่รู้จักที่ยังมีชีวิตอยู่ในวันนี้และเคยเห็น การติดต่อสั้น ๆ ของเราทำให้ฉันรู้สึกเหมือนเป็นคนดังเล็กน้อย
มิลเลอร์เริ่มให้ความสนใจในทะเลทางช้างเผือกครั้งแรกในปี 2547 ขณะเข้าร่วมการประชุมสมาคมอุตุนิยมวิทยาอเมริกัน ที่นั่น มิลเลอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พิจารณาว่าสามารถสังเกตการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิตในทะเลชนิดใดก็ได้จากอวกาศหรือไม่ สันนิษฐานว่าการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กใดๆ เช่น ประกายไฟของทะเล ทำให้เกิดสัญญาณแสงที่อ่อนเกินกว่าจะมองเห็นได้จากระยะไกล แต่มิลเลอร์รู้สึกทึ่งกับแนวคิดเรื่องการศึกษาทะเลจากอวกาศ ได้ทำการวิจัยบางอย่างเมื่อเขากลับมาถึงบ้าน และพบว่าเรื่องราวที่สอดคล้องกันอย่างน่าประหลาดใจหลายสิบเรื่องที่เรียกว่าทะเลน้ำนมจากกะลาสีเรือตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศโดยการฝึกอบรม Miller สงสัยว่าเขาสามารถใช้ข้อมูลดาวเทียมในอดีตเพื่อค้นหาหนึ่งในเหตุการณ์เหล่านี้ได้หรือไม่ ใช้เวลาไม่นานในการค้นหาสิ่งที่เขาต้องการ:ลิมานอกชายฝั่งโซมาเลียเมื่อวันที่ 25 มกราคม 1995 บัญชีระบุพิกัดและเวลาที่แน่นอนเมื่อเรือเข้าสู่เหตุการณ์ที่ส่องสว่าง การใช้หัวเรือและความเร็วจากท่อนซุงของเรือ มิลเลอร์สามารถคาดการณ์ตำแหน่งของลิมาในเวลาที่ลูกเรืออ้างว่าได้ออกจากน่านน้ำที่ส่องแสงในหกชั่วโมงต่อมา เขาพล็อตจุด วันที่ และเวลาบนภาพ และซูมเข้าไปที่ภาพถ่ายขาวดำที่มีเม็ดเล็ก “มันเป็นสีดำทั้งหมด” เขาบอกฉัน
มิลเลอร์ตัดสินใจย่อขนาดภาพให้เล็กลงอีกโดยไม่มีใครขัดขวาง โดยค้นหาผ่านสัญญาณรบกวนของภาพถ่ายที่ถ่ายจากระยะไกลกว่า 800 กิโลเมตร ทันใดนั้น โครงสร้างเล็กๆ ปรากฏขึ้นตรงกลางหน้าจอคอมพิวเตอร์ของเขา ซึ่งในตอนแรกเขาเข้าใจผิดว่าเป็นรอยนิ้วมือ แต่เมื่อเขาย้ายภาพไปรอบๆ รอยเปื้อนก็เคลื่อนไปด้วย เขาซูมเข้าไปอีกและมีรูปร่างลูกน้ำปรากฏขึ้นในน่านน้ำนอกเขาแห่งแอฟริกา เมื่อเขาซ้อนพิกัดของเรืออีกครั้ง พวกมันจะเรียงเป็นแนวเดียวกับขอบเขตของลูกน้ำ “นั่นคือตอนที่เรารู้ว่าเรามีบางอย่าง” เขากล่าว รูปร่างที่ใหญ่กว่ารัฐคอนเนตทิคัตคือแบคทีเรียเรืองแสงกว่า 15,000 ตารางกิโลเมตร