嚇壞水手的“幽靈”海域

米歇爾·奈慧斯

近日，在《環(huán)球科學(xué)》的一篇文章中，科學(xué)家揭開了一個古老的謎團——海洋中恢宏而短暫的“幽靈之光”究竟來自何處。一起去看看吧！

主持：牙 牙

1864年1月30日，阿拉巴馬號的船長塞姆斯突然發(fā)現(xiàn)，自己正駛向一片不可思議的海域?！巴砩?點左右，沒有月亮，但天空晴朗，群星閃耀。我們航行的那片深藍色的海域，突然變成了一片令人驚懼的雪白，好像有一種柔和的光，或者說是光暈照亮了那片海。但抬頭看去，頭頂?shù)奶炜諈s只有一片死寂的漆黑。”塞姆斯在回憶錄中寫道。起初，他以為那一整片白茫茫的亮光是一座被水淹沒的山。可船員們把一根粗重的繩索沿船舷放下去，下去了近200米也沒有碰到山。阿拉巴馬號在這片怪異的海面上航行了幾個小時，就像突然駛?cè)霑r一樣，又突然地離開了這片水域。當時，船員們認為他們遇到了“幽靈”之光，但我們現(xiàn)在知道，他們遭遇的是一種被稱為“乳?！钡默F(xiàn)象。

“幽靈之光”究竟來自何處

在大多數(shù)關(guān)于生物發(fā)光的記錄中，無論是在陸地還是在海上，生物發(fā)出的光大多是藍綠色的，其中一些光是受到擾動后才出現(xiàn)的，如在公元前3世紀時，亞里士多德就注意到如果用棍子擊打海面，海水有時會發(fā)出明亮的藍色閃光。但塞姆斯船長的回憶錄中提出了一個非常不同的現(xiàn)象：海水中充滿了穩(wěn)定的白光，并且這種白光延綿數(shù)千米。乳海極其罕見，又極其詭異，因此在很長一段時間內(nèi)被世人視為無稽之談。

1985年7月，一艘美國海軍的考察船在阿拉伯半島附近遭遇了乳海。幸運的是，這次航行的目的之一就是研究海洋發(fā)光生物，因此科學(xué)家不僅可以及時使用設(shè)備來研究這次突發(fā)事件，還收集了可供進一步研究的海水樣本。通過研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)樣本中除了在海洋各種發(fā)光現(xiàn)象中常見的鞭毛藻、橈足類等浮游生物外，還含有一種聚居在水面藻類上的發(fā)光細菌。科學(xué)家據(jù)此推測，乳海是藻類在水面聚集形成藻華后，藻類死亡引發(fā)的。當死亡的藻類細胞破裂時，發(fā)光細菌會充分利用藻類釋放的脂質(zhì)，瘋狂繁殖，最終達到能在大片海水中持續(xù)發(fā)光的規(guī)模。

乳海成因眾說紛紜

長久以來，科學(xué)家提出過各種各樣關(guān)于乳海成因的假說。一些研究者提出，乳海來自于細菌的群體感應(yīng)現(xiàn)象：細菌通過化學(xué)信號進行交流，一旦它們的密度足夠高，就可以產(chǎn)生感知信號，并持續(xù)發(fā)光。

美國加利福尼亞州蒙特雷海軍研究實驗室的大氣科學(xué)家史蒂文·米勒借助晝夜波段傳感器（DNB，一種新的、更靈敏的微光傳感器）系統(tǒng)地調(diào)查了乳?，F(xiàn)象，分析了2012年至2021年所有無月之夜的數(shù)據(jù)后，認為乳?，F(xiàn)象最常在冬季和夏末出現(xiàn)。他還發(fā)現(xiàn)大規(guī)模乳海現(xiàn)象似乎更容易在印度洋西北部出現(xiàn)，這里在冬季和夏季季風的作用下，深海寒冷、富含營養(yǎng)的海水會不時上涌到表層，從而引發(fā)浮游植物大量繁殖的現(xiàn)象。

一些海洋生物借助發(fā)光吸引食物或配偶。也有一些海洋生物將發(fā)光作為一種警報，用于自保，當受到攻擊時發(fā)出閃光吸引捕食者的天敵。但細菌群體感應(yīng)引起的發(fā)光可能基于另一種作用：當開闊水域的食物不足以維持整個菌群的生存時，它們會通過發(fā)光引誘附近的魚前來，從而進入魚類的消化道中繼續(xù)生活。

乳海研究仍任重道遠

乳海的秘密仍然存在，如生物發(fā)光的性質(zhì)、功能和范圍等方面都存在很多懸而未決的問題。可由于大多數(shù)發(fā)光生物生活在海洋中，且其中的大部分生活在深海，要想直接觀察生物發(fā)光現(xiàn)象，不僅需要投入大量的人力物力，還需要冒相當大的風險。所以，要探知乳海的更多秘密，我們還有很長的路要走。

人類從能發(fā)光物種中獲益良多。醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究人員經(jīng)常使用的綠色熒光蛋白，就是生物學(xué)家在20世紀60年代從發(fā)光水母中分離出來的。但如今，海洋中的可發(fā)光生物卻正受到死亡的威脅。從海底開采貴重金屬的熱潮不僅改變了海底的地貌，還對整個深海產(chǎn)生了巨大影響。深海的水通常非常清澈，使發(fā)光生物能在距離彼此上百米的位置展開交流。但采礦機械會揚起海底的沉積物，并將大量泥漿和淤泥倒回大海，使原本透明的海水變得渾濁。這不可避免地干擾了可發(fā)光生物之間的交流，干擾了它們尋找食物、配偶的能力，從而給它們帶來死亡的危機。

發(fā)光的大海使一代又一代的水手膽戰(zhàn)心驚，卻沒有傷害任何人，也沒有在陸地上留下任何痕跡，然而人類攫取海底資源的野心，卻可能會使海洋之光永久地黯淡下去。

（本文根據(jù)環(huán)球科學(xué)公眾號登載的相關(guān)內(nèi)容整編）