Para ilmuwan menggunakan teknologi satelit baru untuk menemukan lautan susu yang bersinar dalam kegelapan dalam tradisi maritim

“Seluruh tampilan laut seperti dataran yang tertutup salju. Hampir tidak ada awan di langit, namun langit … tampak hitam seperti badai mengamuk. Pemandangannya satu. Keagungan yang mengerikan, laut telah berubah menjadi fosfor, dan langit jatuh ke dalam kegelapan, dan bintang-bintang mati, tampaknya menunjukkan bahwa semua alam sedang mempersiapkan kebakaran besar terakhir ini yang diajarkan untuk kita percayai adalah untuk memusnahkan dunia material ini. ”Kapten Kingman dari clipper Amerika Bintang Jatuh, di luar Jawa, Indonesia, 1854

Selama berabad-abad, para pelaut telah melaporkan pertemuan aneh seperti di atas. Peristiwa ini disebut Milky Seas.

Ini adalah fenomena nokturnal yang langka di mana permukaan laut memancarkan cahaya cemerlang yang konstan. Mereka dapat mencakup ribuan kilometer persegi, dan berkat kisah penuh warna dari pelaut abad ke-19 seperti Kapten Kingman, Milky Seas adalah bagian terkenal dari cerita rakyat maritim. Tetapi karena sifatnya yang terpencil dan sulit dipahami, mereka sangat sulit untuk dipelajari dan karena itu menjadi lebih banyak cerita rakyat daripada sains.

Saya seorang profesor ilmu atmosfer yang berspesialisasi dalam satelit yang digunakan untuk mempelajari Bumi. Berkat generasi satelit canggih, saya dan kolega saya telah mengembangkan cara baru untuk mendeteksi lautan susu. Dengan menggunakan teknik ini, kami bertujuan untuk menemukan perairan bercahaya ini dari jarak jauh dan memandu kapal penelitian ke sana sehingga kami dapat mulai menyelaraskan kisah nyata dengan pemahaman ilmiah.

Kisah para pelaut

Sampai saat ini, hanya satu kapal penelitian yang menemukan lautan susu. Tim ini mengumpulkan sampel dan menemukan strain bakteri terang yang disebut Vibrio harveyi yang menjajah alga di permukaan air.

Berbeda dengan bioluminesensi yang terjadi di dekat pantai, di mana organisme kecil yang disebut dinoflagellata berkedip terang saat terganggu, bakteri ringan bekerja dengan cara yang sama sekali berbeda. Begitu populasi mereka menjadi cukup besar – sekitar 100 juta sel individu per mililiter air – semacam saklar biologis internal dibalik dan mereka semua mulai bersinar dengan mantap.

Bakteri yang cerah membuat partikel yang mereka jajah bersinar. Para peneliti percaya tujuan cahaya ini mungkin untuk menarik ikan yang memakannya. Bakteri ini berkembang di usus ikan, jadi ketika populasi mereka menjadi terlalu besar untuk makanan utama mereka, perut ikan adalah pilihan kedua yang bagus. Faktanya, jika Anda masuk ke loker ikan berpendingin dan mematikan lampu, Anda mungkin memperhatikan bahwa beberapa ikan memancarkan cahaya biru kehijauan – ini adalah cahaya bakteri.

Sekarang bayangkan bahwa sejumlah besar bakteri, tersebar di hamparan luas lautan terbuka, semuanya mulai bersinar secara bersamaan. Itu membuat laut susu.

Sementara ahli biologi tahu banyak tentang bakteri ini, penyebab wabah besar ini tetap menjadi misteri. Jika bakteri yang tumbuh di alga adalah penyebab utama lautan susu, mereka akan terjadi di mana-mana, setiap saat. Namun, menurut laporan permukaan, hanya sekitar dua atau tiga lautan susu yang terjadi per tahun secara global, sebagian besar di perairan barat laut Samudra Hindia dan lepas pantai Indonesia.

Solusi satelit

Jika para ilmuwan ingin mempelajari lebih lanjut tentang Bima Sakti, mereka harus menemukannya saat ini terjadi. Masalahnya adalah, Milky Seas sangat sulit dipahami sehingga hampir tidak mungkin untuk mengambil sampelnya. Di sinilah penelitian saya masuk.

Satelit menawarkan cara yang nyaman untuk memantau lautan luas, tetapi diperlukan instrumen khusus yang dapat mendeteksi cahaya sekitar 100 juta kali lebih redup daripada siang hari. Rekan-rekan saya dan saya pertama kali menjelajahi potensi satelit pada tahun 2004 ketika kami menggunakan citra satelit pertahanan AS untuk mengkonfirmasi lautan susu yang dilaporkan oleh kapal dagang Inggris, SS Lima pada tahun 1995. Tetapi gambar dari satelit ini sangat bising, dan di sana tidak mungkin kita bisa menggunakannya sebagai alat penelitian.

Kami harus menunggu instrumen yang lebih baik – Band Siang / Malam – yang direncanakan untuk konstelasi satelit baru dari Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional. Sensor baru mulai beroperasi pada akhir 2011, tetapi harapan kami pada awalnya pupus ketika kami menyadari bahwa sensitivitas tinggi dari pita siang / malam juga mendeteksi cahaya yang dipancarkan oleh molekul udara. Butuh waktu bertahun-tahun untuk mempelajari citra Day / Night Band untuk dapat menafsirkan apa yang kami lihat.

Akhirnya, pada malam yang cerah dan tanpa bulan di awal tahun 2018, fitur aneh berbentuk swoosh muncul dalam citra Day / Night Band di lepas pantai Somalia. Kami membandingkannya dengan cuplikan dari malam sebelum dan sesudahnya. Sementara awan dan karakteristik pancaran udara berubah, swoosh macet. Kami telah menemukan lautan susu! Dan sekarang kami tahu bagaimana mencarinya.

“ah!” Momen yang mengeluarkan potensi penuh dari Band Siang / Malam datang pada tahun 2019. Saya menjelajahi rekaman awan yang menyamar sebagai lautan susu ketika saya menemukan sebuah peristiwa yang menakjubkan di selatan pulau dari Jawa. Saya menyaksikan pusaran besar lautan bercahaya yang membentang lebih dari 40.000 mil persegi (100.000 mil persegi) – kira-kira seukuran Kentucky. Gambar dari sensor baru memberikan tingkat detail dan kejelasan yang tidak pernah saya bayangkan sebelumnya. Saya menyaksikan dengan takjub saat cahaya itu perlahan-lahan melayang dan bermetamorfosis dengan arus laut.

Kami belajar banyak dari kasus daerah aliran sungai ini: bagaimana lautan susu berhubungan dengan suhu permukaan laut, biomassa, dan arus – petunjuk penting untuk memahami pembentukannya. Adapun perkiraan jumlah bakteri yang terlibat? Sekitar 100 miliar miliar sel – hampir perkiraan jumlah total bintang di alam semesta yang dapat diamati!

Masa depan cerah

Dibandingkan dengan teknologi lama, menonton rekaman Day / Night Band seperti memakai kacamata untuk pertama kalinya. Rekan-rekan saya dan saya telah menganalisis ribuan gambar yang diambil sejak 2013, dan sejauh ini kami telah menemukan 12 lautan susu. Sebagian besar terjadi di perairan yang sama di mana para pelaut telah melaporkannya selama berabad-abad.

Mungkin wahyu yang paling praktis adalah berapa lama Bima Sakti bisa bertahan. Sementara beberapa hanya bertahan beberapa hari, yang dekat Jawa bertahan lebih dari sebulan. Ini berarti bahwa dimungkinkan untuk menyebarkan kapal penelitian ke peristiwa yang jauh ini saat sedang terjadi. Ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur mereka dengan cara yang mengungkapkan komposisi lengkap mereka, bagaimana mereka terbentuk, mengapa mereka sangat langka, dan apa signifikansi ekologis mereka di alam.

Jika, seperti Kapten Kingman, saya pernah menemukan diri saya berdiri di geladak kapal, melemparkan bayangan ke angkasa, saya menyelam!

(Artikel ini disindikasikan oleh PTI The Conversation)