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我们的海洋系列(25)发光的海洋---奶海、荧光海和蓝眼泪
张武昌 2021年8月22日星期日
(一) 奶海
海洋传说中有很多在晚上看到海表面有很强的发光,面积达到充满整个视野,海面好像被云朵或白雪覆盖,这一现象被形象的称为奶海(Milky Seas)。1854年,一艘美国帆船的船长在印度洋航行时遇到了奶海,当时天空没有云朵,突然船被发光的海雾笼罩住,海洋发出了磷光。自1915年以来约有235份历史报告,大多数发生在印度洋的西北部和印度尼西亚海域,对当时情景的描述大体相同。但是奶海一直处于神秘之中,科学家从来没有机会进行研究。
凡尔纳1870年的小说《海底两万里》有鹦鹉螺号潜艇遇到奶海的故事。1月27日,晚上7点左右,鹦鹉螺号在孟加拉湾浮在水面驶入了奶海,海水像被乳化了一样。此时的月亮仍在地平线以下,因此不应该是月亮的反光。小说中认为这些光线是由大量纤毛虫类(infusoria)的生物造成的,这些生物是胶质无色的,约有头发丝厚,但是彼此胶着连接可以达到几里(league),以往有船只说目击奶海的航线达40英里。鹦鹉螺号在半夜的时候才驶出奶海,回头望去,天空反射出这些白色的光线,好像北极光一样。
一直以来奶海被作为传说,无从考证。由于科技的发展,科学家终于可以考证这些海上船只的报道。科学家从1985年阿拉伯海西部的一次3天的奶海事件中采集到水样中发现了发光细菌Vibrio harveyi,这种细菌可以持续发光。
1995年1月25日、26日、27日(左、中、右)索马里东部海域微弱荧光及其信号增强后的效果(上、下)
1995年1月25日(注意这个时间和海底两万里的时间的巧合),一艘英国商船S.S. Lima的船长报告说在索马里以东海面150海里处穿过了一片奶海。起初,地平线上出现白色的闪光,15分钟后船只完全被乳白色的均匀的荧光包围,船只好像在雪地上航行或在白云上滑行(说明海况非常平静,没有风浪),航行时间有6个小时。2003年,科学家根据这个报告检查了卫星遥感资料,在相应海区的原始资料中发现了微弱的信号,当信号增强后,奶海的轮廓显现出来,这个现象在26日和27日还有存在。奶海的最大长度160 千米,面积15000平方千米。
1995年1月25日晚索马里东部海域奶海合成图(曾被BBC记录片《海洋》使用)
从此科学家进入了用卫星观测奶海的时代。到2021年,所有的奶海报道海区见下图,主要集中在阿拉伯海西北部。
奶海报道海区
(蓝色为历史上的船舶报道,主要来自航海日志,桔色为卫星观测)
甲藻受刺激时发出荧光可能是为了吓退来犯的敌人,奶海细菌发光的原因是什么呢?科学家认为这些细菌是自发荧光不是激发荧光,发光的目的是为了吸引鱼类。这些细菌的最佳生活地点是鱼类的肠道,单个细菌的发光实在微弱,不足以吸引鱼类,于是细菌们大量汇集一同发光,形成了奶海的壮观景象,吸引鱼类来食用从而达到进入鱼类肠道的目的。
奶海的光线看上去是白色,实际上是蓝色,因为晚上视觉没有色感的原因,人们感觉是白色。这些发光细菌只分布在海洋的表层,船行驶过后会留下黑色区域(没有发光的区域)。而这些细菌一起发光的机制可能是群体感应(quorum sensing)。
(二)荧光海
海边人最熟悉的是造成赤潮的甲藻等浮游生物发出的荧光,这种荧光是生物受到(海浪、行船或海面落物)刺激时发出的激发荧光,持续的时间不长(最多几分钟),很快就会消失,因此这种荧光是闪烁的,因此当海面出现这种荧光时,就像有星星在闪烁,网友称之为荧光海(或星海,在英文网页上查找没有找到星海star sea的相关内容,可能歪果仁没有这个提法,也可能没有用对星海的英文词,请指教)。电影《少年派的奇幻漂流》中就出现过荧光海的桥段。
《少年派的奇幻漂流》中的荧光海
荧光海虽然常见,但是大多为不期而遇。然而在有些海区却出现的比较频繁,因此成为著名的观光景点。最著名的是波多黎各Vieque岛上的三处著名的荧光潟湖(蚊子湖Mosquito Bay, Laguna Grande, La Parguera),其中蚊子湖于2008年被吉尼斯世界纪录认定为最明亮的荧光海湾(the brightest bioluminescent bay),引起荧光的甲藻名称为Pyrodinium bahamense,最佳体验时间为每月的新月期间。游客可以使用全透明的小船观赏美丽的荧光,也可以下水亲自接触和激发荧光。牙买加的Luminous Lagoon推出了发光海水(glistening water)的旅游项目,用玻璃船底的游览船让游客欣赏荧光奇观。
越南的下龙湾 Halong Bay和澳大利亚东南沿海的吉普斯兰湖(Gippsland Lakes)也有荧光海奇观但是没有形成旅游产业。我国的大连、舟山的花鸟岛等地也有著名的荧光海,但是可遇不可求。
(三)蓝眼泪和荧光海滩
有一种发光生物叫希氏弯喉海萤(Vargula hilgendorfii),像砂粒般大小,在砂质底质中生活,每年的一段时间(因海区不同),它们会在海浪的惊扰下发出较为明亮的蓝色荧光,被(我国)网友称为蓝眼泪。这些荧光只沿着沙滩呈带状分布,夜间发出,此时的海滩则成为荧光海滩,在马尔代夫称为蓝沙滩(Blue sand)。 “蓝眼泪”景象曾被CNN列为“全球15大惊奇景点”之一。
夜光藻是另一种成因。夜光藻是一种甲藻,与海萤不同,它们浮在海水表面。在平静的夜晚,海水中夜光藻不会发光,但是微波拍上沙滩时,夜光藻会受到刺激,因而在近岸沙滩产生荧光,也叫蓝眼泪。
在荧光海滩中,最著名的是马尔代夫Vaadhoo岛蓝眼泪沙滩,我国的马祖、平潭(4-8月)、香港都有蓝眼泪奇观的报道。马祖的蓝眼泪主要是夜光藻造成的,而平潭早期的蓝眼泪是夜光藻造成的,后期的蓝眼泪是海萤造成的。
有摄影师在日本冈山市的海滩捕捉海萤,然后将盛有海萤的海水倒在石头上进行艺术摄影,作品名为(会)哭泣的石头(The weeping stones),这样的场景不是自然看到的,海萤不会爬到石头上,请大家注意。
哭泣的石头
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