Cientistas estão usando uma nova tecnologia de satélite para encontrar mares leitosos que brilham no escuro
p Durante séculos, os marinheiros contam histórias de enormes faixas de oceano brilhando nas noites escuras. Crédito:Steven D. Miller / NOAA
p "Toda a aparência do oceano era como uma planície coberta de neve. Quase não havia uma nuvem no céu, no entanto, o céu ... parecia tão negro como se uma tempestade estivesse devastando. A cena era de uma grandeza terrível, o mar se transformando em fósforo, e os céus pendurados na escuridão, e as estrelas saindo, parecia indicar que toda a natureza estava se preparando para aquela última grande conflagração que somos ensinados a acreditar que aniquilará este mundo material. "- Capitão Kingman do navio clipper americano Shooting Star, offshore de Java, Indonésia, 1854 p Durante séculos, marinheiros têm relatado encontros estranhos como o acima. Esses eventos são chamados de mares leitosos. Eles são um fenômeno noturno raro em que a superfície do oceano emite um brilho constante. Eles podem cobrir milhares de milhas quadradas e, graças aos relatos coloridos de marinheiros do século 19, como o capitão Kingman, os mares leitosos são uma parte bem conhecida do folclore marítimo. Mas por causa de sua natureza remota e evasiva, eles são extremamente difíceis de estudar e, portanto, permanecem mais parte desse folclore do que da ciência.
p Sou professor de ciência atmosférica com especialização em satélites usados para estudar a Terra. Por meio de uma geração de satélites de última geração, meus colegas e eu desenvolvemos uma nova maneira de detectar mares leitosos. Usando esta técnica, pretendemos aprender sobre essas águas luminosas remotamente e guiar os navios de pesquisa até elas, para que possamos começar a reconciliar os contos surreais com a compreensão científica.
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Contos de marinheiros
p A data, apenas um navio de pesquisa já encontrou um mar leitoso. Essa equipe coletou amostras e encontrou uma cepa de bactéria luminosa chamada
Vibrio Harveyi colonizando algas na superfície da água.
p A bioluminescência nos mares leitosos é causada por um tipo de bactéria. Crédito:Steve. H. D. Haddock / MBARI, CC BY-ND
p Ao contrário da bioluminescência que acontece perto da costa, onde pequenos organismos chamados dinoflagelados brilham intensamente quando perturbados, bactérias luminosas funcionam de uma maneira totalmente diferente. Uma vez que sua população fica grande o suficiente - cerca de 100 milhões de células individuais por mililitro de água - uma espécie de interruptor biológico interno é acionado e todas elas começam a brilhar continuamente.
p Bactérias luminosas fazem com que as partículas que colonizam brilhem. Os pesquisadores acham que o propósito desse brilho pode ser atrair peixes que os comem. Essas bactérias se desenvolvem nas vísceras dos peixes, então, quando suas populações ficam grandes demais para seu suprimento principal de alimentos, o estômago de um peixe é uma ótima segunda opção. Na verdade, se você entrar em um armário de peixes refrigerado e desligar a luz, você pode notar que alguns peixes emitem um brilho azul-esverdeado - esta é a luz bacteriana.
p Agora imagine se um número gigantesco de bactérias, espalhados por uma enorme área de oceano aberto, todos começaram a brilhar simultaneamente. Isso forma um mar leitoso.
p Embora os biólogos saibam muito sobre essas bactérias, o que causa essas exibições massivas permanece um mistério. Se as bactérias que crescem nas algas fossem a principal causa dos mares leitosos, eles estariam acontecendo em todo o lugar, o tempo todo. Ainda, por relatórios de superfície, apenas cerca de dois ou três mares leitosos ocorrem por ano em todo o mundo, principalmente nas águas do noroeste do Oceano Índico e ao largo da costa da Indonésia.
p Os pesquisadores descobriram um evento de mar leitoso na costa da Somália, visto aqui como um swoosh pálido na imagem superior esquerda. Os outros painéis mostram a temperatura da superfície do mar, correntes oceânicas e clorofila. Crédito:Steven D. Miller / NOAA
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Soluções de satélite
p Se os cientistas querem aprender mais sobre os mares lácteos, eles precisam chegar a um enquanto está acontecendo. O problema é, os mares leitosos são tão esquivos que é quase impossível fazer uma amostra deles. É aqui que minha pesquisa entra em jogo.
p Os satélites oferecem uma maneira prática de monitorar os vastos oceanos, mas é necessário um instrumento especial capaz de detectar a luz cerca de 100 milhões de vezes mais fraca que a luz do dia. Meus colegas e eu exploramos pela primeira vez o potencial dos satélites em 2004, quando usamos imagens de satélite de defesa dos EUA para confirmar um mar leitoso que um navio mercante britânico, o SS Lima, relatado em 1995. Mas as imagens desses satélites eram muito barulhentas, e não havia como usá-los como ferramenta de pesquisa.
p Tivemos que esperar por um instrumento melhor - a Banda Dia / Noite - planejado para a nova constelação de satélites da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional. O novo sensor entrou em operação no final de 2011, mas nossas esperanças foram inicialmente frustradas quando percebemos que a alta sensibilidade da Banda Dia / Noite também detectava luz emitida por moléculas de ar. Demorou anos estudando as imagens da Banda Dia / Noite para sermos capazes de interpretar o que estávamos vendo.
p Este mar leitoso na costa de Java era do tamanho do Kentucky e durou mais de um mês. Crédito:Steven D. Miller / NOAA
p Finalmente, em uma noite clara sem lua no início de 2018, uma característica estranha em forma de swoosh apareceu nas imagens da Day / Night Band na costa da Somália. Comparamos com imagens das noites anteriores e posteriores. Embora as nuvens e os recursos do airglow tenham mudado, o swoosh permaneceu. Tínhamos encontrado um mar leitoso! E agora sabíamos como procurá-los.
p O "aha!" O momento que revelou todo o potencial da Day / Night Band veio em 2019. Eu estava navegando nas imagens em busca de nuvens disfarçadas de mares leitosos quando me deparei com um evento surpreendente ao sul da ilha de Java. Eu estava olhando para um enorme redemoinho de oceano brilhante que se estendeu por mais de 40, 000 milhas quadradas (100, 000 km quadrados) - aproximadamente o tamanho de Kentucky. As imagens dos novos sensores forneceram um nível de detalhe e clareza que eu não imaginava ser possível. Eu assisti com espanto enquanto o brilho vagarosamente flutuava e se transformava com as correntes do oceano.
p Aprendemos muito com este caso de bacia hidrográfica:como os mares leitosos estão relacionados à temperatura da superfície do mar, biomassa e as correntes - pistas importantes para entender sua formação. Quanto ao número estimado de bactérias envolvidas? Aproximadamente 100 bilhões de trilhões de células - quase o número total estimado de estrelas no universo observável!
p As duas imagens à esquerda foram tiradas com tecnologia de satélite mais antiga, enquanto as imagens à direita mostram as imagens de alta definição produzidas pelo sensor Day / Night Band. Crédito:Steven D. Miller / NOAA
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O futuro é brilhante
p Comparado com a tecnologia antiga, ver imagens da Day / Night Band é como colocar óculos pela primeira vez. Meus colegas e eu analisamos milhares de imagens tiradas desde 2013, e descobrimos 12 mares leitosos até agora. A maioria aconteceu nas mesmas águas onde os marinheiros os relatam há séculos.
p Talvez a revelação mais prática seja quanto tempo um mar leitoso pode durar. Enquanto alguns duram apenas alguns dias, o próximo a Java continuou por mais de um mês. Isso significa que há uma chance de implantar arte de pesquisa para esses eventos remotos enquanto eles estão acontecendo. Isso permitiria aos cientistas medi-los de maneiras que revelassem sua composição completa, como eles se formam, por que eles são tão raros e qual é seu significado ecológico na natureza.
p Se, como o capitão Kingman, Eu sempre me encontro de pé no convés de um navio, lançando uma sombra em direção ao céu, Estou mergulhando! p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.