Les 'mers laiteuses' bioluminescentes peuvent-elles être prédites?

BURLINGTON, Vermont — Pour la première fois, un chercheur a découvert une « mer laiteuse » sans compter sur le hasard.

Depuis des siècles, les marins sont émerveillés et intrigués par un phénomène rare : l'eau autour de leur navire brille à perte de vue. Les scientifiques ont eu du mal à étudier ces mers laiteuses parce qu’ils n’avaient aucun moyen de savoir quand et où cela se produirait.

Mais maintenant, en utilisant les données météorologiques et la température des océans, le spécialiste de l'atmosphère Justin Hudson de l'Université d'État du Colorado à Fort Collins a réussi à prédire – ou plutôt à postdire – l'apparition de ce phénomène.

S'appuyant sur des rapports historiques sur les mers laiteuses ainsi que sur des informations sur les conditions locales de l'époque, Hudson a développé un algorithme qui indique quand et où les conditions océaniques sont propices aux mers laiteuses. Cet algorithme l’a conduit à des images satellite prises en 2017 de l’océan Indien au sud de l’île de Java, en Indonésie.

Une mer laiteuse – jamais remarquée auparavant – est apparue là où son algorithme l'avait prévu, a rapporté Hudson le 24 juin lors d'une réunion de l'American Mogenic Society.

Une fois développée, cette méthode pourrait rendre possible la prévision d'une mer laiteuse, dit Hudson, de sorte qu'un navire de recherche aurait une meilleure chance d'en visiter une. Une étude rapprochée des mers laiteuses – que l'on pense être causées par la prolifération d'algues et de bactéries électroluminescentes – pourrait aider à expliquer comment elles se forment et persistent exactement, dit-il.

Des mers laiteuses ont été signalées dans les eaux principalement tropicales du monde entier. Sur la base des rapports des marins des deux derniers siècles et des images satellite réalisées depuis 2012, Hudson estime qu’ils ne se produisent que deux à trois fois par an, le plus souvent dans la mer d’Oman et au sud de Java. Mais ce n'est qu'une estimation approximative, dit-il. Les navires ne sont pas toujours là et les satellites météorologiques ne peuvent voir les mers laiteuses que les nuits sans lune.

Jusqu’à présent, les scientifiques n’ont étudié une mer laiteuse qu’une seule fois. En 1985, un navire de recherche de la marine américaine en a rencontré un dans la mer d’Oman. Les échantillons d'eau prélevés dans cette mer contenaient de fortes concentrations d'une algue appelée Phaeocystis et d'une bactérie appelée Vibrio harveyi. Lorsqu’elles sont cultivées dans un flacon en laboratoire, ces bactéries émettent de la lumière lorsque leur concentration augmente.

Selon Hudson, les mers laiteuses seraient causées lorsque les conditions océaniques créent un « flacon naturel », une masse d'eau où la température et la disponibilité des nutriments permettent une augmentation explosive des algues et des bactéries qui utilisent les algues comme substrat pour se nourrir. pousser sur. Cela peut entraîner des densités de plus de 100 millions de microbes par millilitre sur une étendue dépassant parfois 100 000 kilomètres carrés. Normalement, l’eau des océans contient environ 10 de ces bactéries par millilitre.

"Il y a encore tellement de choses que nous ignorons sur [une mer laiteuse], au-delà du fait qu'elle doit être causée par des bactéries", déclare Steven Haddock, biologiste marin au Monterey Bay Aquarium Research Institute à Moss Landing, en Californie, qui collabore avec Hudson sur la recherche sur les mers laiteuses. "Quels sont les substrats qui alimentent la croissance de ce nombre massif de bactéries, et quels sont les facteurs environnementaux qui les empêchent de se diluer dans la colonne d'eau ?"

Pour savoir quand une mer laiteuse serait la plus probable, Hudson a rassemblé des rapports sur des mers laiteuses de 1960 à 2023 au sud de Java. Il a également acquis des données environnementales concurrentes telles que l'état de l'oscillation australe El Niño, qui provoque un réchauffement des eaux dans le Pacifique mais augmente également la pression atmosphérique sur l'Indonésie, et la mousson australienne, qui chaque été austral apporte de la pluie dans la région. Après avoir établi le lien entre ces deux ensembles de données, son algorithme pourrait lui indiquer d’autres occurrences antérieures possibles.

L'approche utilisée pour observer une mer laiteuse dans le temps devrait également fonctionner avec les conditions océaniques prévues, explique Hudson, même si celles-ci sont plus incertaines que celles enregistrées. "Sur la base de ce que j'ai actuellement et de ce que je sais, je ne me sentirais pas à l'aise de faire une prédiction pour l'avenir, sauf que la période entre juin et octobre serait légèrement plus [probable] ou moins susceptible d'avoir une mer laiteuse." Il espère développer suffisamment le système pour pouvoir faire des prévisions pour un mois donné.

De telles prédictions pourraient devenir encore meilleures une fois que l'on connaîtra la manière dont les bactéries et le plancton environnant interagissent, explique Youri Timsit, biologiste à l'Institut méditerranéen d'océanographie de Marseille, en France, qui n'a pas participé à l'étude. "Tous ces organismes pourraient se multiplier à très grande échelle à la surface de la mer, de manière collective et se renforçant mutuellement."

Un autre facteur important, dit Timsit, pourrait être l’influence des terres voisines, « comme l’ensemencement des surfaces marines par les vents transportant du sable ou des sédiments. Ces phénomènes sont fréquents dans les mers proches des déserts, comme la mer d’Oman.