كانت محيطات الأرض ذات لون مختلف في وقت ما، وسوف تستمر في التغير.

قدّم باحثون يابانيون أدلة دامغة على أن محيطات الأرض كانت خضراء في وقت ما، وأن اللون قد يستمر في التغير في المستقبل.

رسم توضيحي للمحيط باللون الأخضر - الصورة: UWMADISON/CANVA

عند النظر إليها من الفضاء، تظهر الأرض الآن كنقطة زرقاء باهتة لأن ما يقرب من ثلاثة أرباع سطحها عبارة عن محيط.

ومع ذلك، وفقا لبحث جديد أجراه علماء يابانيون، فإن محيطات الأرض كانت خضراء في وقت ما، ويرتبط هذا الاختلاف في اللون بالكيمياء وتطور عملية البناء الضوئي.

المحيط اخضر

وفقًا لموقع ScienceAlert في 10 أبريل، بدأ البحث بملاحظة أن المياه المحيطة بجزيرة إيوجيما البركانية في اليابان خضراء اللون، وهو لون مرتبط بنوع مؤكسد من الحديد (III). تزدهر الطحالب الخضراء المزرقة في هذه المياه.

خلال العصر الأركي، تطورت أسلاف الطحالب الخضراء المزرقة الحديثة مع بكتيريا أخرى باستخدام الحديد الثنائي بدلاً من الماء كمصدر للإلكترونات في عملية التمثيل الضوئي. وهذا يشير إلى وجود مستويات عالية من الحديد في المحيطات.

العصر الأركي، قبل 4 إلى 2.5 مليار سنة، هو فترةٌ كان فيها الغلاف الجوي للأرض ومحيطاتها خاليين من غاز الأكسجين. وخلال هذه الفترة أيضًا، تطورت أولى الكائنات الحية التي أنتجت الطاقة من ضوء الشمس. كانت هذه الكائنات لاهوائية، أي أنها كانت قادرة على القيام بعملية البناء الضوئي دون أكسجين.

يُحدث هذا تغييراتٍ مهمة، لأن الأكسجين هو الناتج الثانوي لعملية التمثيل الضوئي اللاهوائي. ولا يوجد الأكسجين كغاز في الغلاف الجوي إلا بعد أن يعجز الحديد الموجود في مياه البحر عن معادلة الأكسجين.

تستخدم الكائنات الحية التي تقوم بعملية البناء الضوئي الصبغات (وخاصةً الكلوروفيل) في خلاياها لتحويل _{ثاني أكسيد الكربون} إلى سكر باستخدام طاقة الشمس. تتميز الطحالب الخضراء المزرقة بحملها للصبغة الشائعة الكلوروفيل، بالإضافة إلى صبغة ثانية تُسمى فيكوإريثروبيلين (PEB). وقد وجد الفريق أن الطحالب الخضراء المزرقة الحديثة المُعدّلة وراثيًا باستخدام PEB تنمو بشكل أفضل في المياه الخضراء.

قبل ظهور عملية البناء الضوئي والأكسجين، كانت محيطات الأرض تحتوي على الحديد في حالة نقص الأكسجين. لاحقًا، انبعث الأكسجين مع ازدياد عملية البناء الضوئي خلال العصر الأركي، مما أدى إلى أكسدة الحديد في مياه المحيطات.

وتوصلت المحاكاة الحاسوبية في الدراسة أيضًا إلى أن الأكسجين المنطلق أثناء عملية التمثيل الضوئي المبكرة أدى إلى تركيزات عالية بما يكفي من جزيئات الحديد المؤكسد لتحويل سطح البحر إلى اللون الأخضر.

بمجرد أكسدة كل الحديد في المحيط، سيبقى الأكسجين الحر (O ₂ ) في كلٍّ من المحيط والغلاف الجوي. ويقترح الفريق أن العوالم التي تبدو كنقط خضراء باهتة عند رؤيتها من الفضاء قد تكون مرشحة جيدة لإيواء حياة ضوئية مبكرة.

حدثت التغيرات الكيميائية في المحيطات تدريجيًا على مدار العصر الأركي، الذي امتد لمليار ونصف المليار سنة، أي أكثر من نصف تاريخ الأرض. وبالمقارنة، لا يغطي تاريخ تطور الحياة المعقدة على كوكبنا بأكمله سوى ثُمن تاريخ الأرض تقريبًا.

لذا، من شبه المؤكد أن لون المحيط تغير تدريجيًا خلال هذه الفترة، ومن المرجح أنه كان متقلبًا. قد يفسر هذا تطور الطحالب الخضراء المزرقة إلى نوعين من الصبغة الضوئية: الكلوروفيل، وهو جيد في بيئة الضوء الأبيض الحالية، وPEB، وهو جيد في بيئة الضوء الأخضر.

هل يمكن للمحيط أن يتغير لونه مرة أخرى؟

الدرس المستفاد من هذه الدراسة هو أن لون المحيط مرتبط بكيمياء الماء وتأثير الحياة عليه. يمكننا تخيّل ألوان أخرى للمحيط دون الاعتماد كثيرًا على الخيال العلمي.

كان من الممكن أن تحتوي الأرض على محيطات أرجوانية اللون لو كانت مستويات الكبريت مرتفعة. وقد نتج عن ذلك نشاط بركاني مكثف وانخفاض في مستويات الأكسجين الجوي، مما أدى إلى تكاثر بكتيريا الكبريت الأرجواني.

يمكن أن يتحول لون المحيط إلى الأحمر أيضًا إذا كانت الظروف المناخية الاستوائية قاسية، إذ يتكون الحديد الأحمر المؤكسد من تحلل الصخور على اليابسة، ويحمله الرياح أو الأنهار إلى المحيط. أو إذا ازدهر نوع من الطحالب المرتبطة بظاهرة "المد الأحمر" وسيطر على سطح المحيط.

مع تقدم شمسنا في العمر، ستصبح أكثر سطوعًا، مما يؤدي إلى زيادة تبخر سطحها وكثافة الأشعة فوق البنفسجية. هذا يُهيئ ظروفًا مواتية لنمو بكتيريا الكبريت الأرجواني في المياه العميقة قليلة الأكسجين.

ومن شأن هذا أن يؤدي إلى ظهور المزيد من اللون الأرجواني أو البني أو الأخضر في المناطق الطبقية في المحيط أو بالقرب من الشاطئ وقلة اللون الأزرق الداكن بسبب انخفاض العوالق النباتية.

على مقياس الزمن الجيولوجي، لا شيء ثابت. لذا، فإن تغيرات لون المحيطات حتمية.

ونشرت الدراسة في مجلة نيتشر.

اقرأ المزيد العودة إلى المواضيع

العودة إلى الموضوع

آنه ثو

المصدر: https://tuoitre.vn/dai-duong-tren-trai-dat-tung-co-mau-khac-va-se-con-doi-mau-20250411113825899.htm