Lautan Bumi dulunya memiliki warna yang berbeda dan akan terus berubah.

đại dương - Ảnh 1. — Ilustrasi laut berwarna hijau - Foto: UWMADISON/CANVA

Dilihat dari luar angkasa, Bumi sekarang tampak sebagai titik biru pucat karena hampir tiga perempat permukaannya adalah lautan.

Namun, menurut penelitian baru oleh ilmuwan Jepang, lautan Bumi dulunya berwarna hijau, dan perbedaan warna ini terkait dengan kimia dan evolusi fotosintesis.

Lautnya berwarna hijau

Menurut ScienceAlert pada 10 April, penelitian ini dimulai dengan pengamatan bahwa perairan di sekitar pulau vulkanik Iwo Jima di Jepang berwarna hijau, yang berkaitan dengan bentuk besi (III) yang teroksidasi. Alga biru-hijau tumbuh subur di perairan ini.

Selama periode Arkean, nenek moyang alga biru-hijau modern berevolusi bersama bakteri lain menggunakan besi(II), alih-alih air, sebagai sumber elektron untuk fotosintesis. Hal ini menunjukkan tingginya kadar besi di lautan.

Arkean, sekitar 4 hingga 2,5 miliar tahun yang lalu, adalah periode ketika atmosfer dan lautan Bumi tidak memiliki oksigen. Pada periode ini pula, organisme pertama yang menghasilkan energi dari sinar matahari berevolusi. Organisme-organisme ini bersifat anaerobik, artinya mereka dapat berfotosintesis tanpa oksigen.

Ini merupakan perubahan yang signifikan karena produk sampingan fotosintesis anaerobik adalah oksigen. Oksigen hanya ada sebagai gas di atmosfer setelah zat besi di air laut tidak dapat lagi menetralkannya.

Organisme fotosintetik menggunakan pigmen (terutama klorofil) di dalam sel mereka untuk mengubah _CO2 menjadi gula menggunakan energi matahari. Alga biru-hijau unik karena membawa pigmen umum klorofil, tetapi juga memiliki pigmen kedua yang disebut fikoeritrobilin (PEB). Tim menemukan bahwa alga biru-hijau modern yang dimodifikasi secara genetik dengan PEB tumbuh lebih baik di air hijau.

Sebelum munculnya fotosintesis dan oksigen, lautan Bumi mengandung zat besi dalam keadaan kekurangan oksigen. Kemudian, oksigen dilepaskan ketika fotosintesis meningkat selama Arkean, yang menyebabkan oksidasi zat besi dalam air laut.

Simulasi komputer dalam penelitian ini juga menemukan bahwa oksigen yang dilepaskan selama fotosintesis awal menyebabkan konsentrasi partikel besi teroksidasi yang cukup tinggi untuk mengubah permukaan laut menjadi hijau.

Setelah semua besi di lautan teroksidasi, oksigen bebas ( _O2 ) akan tetap berada di lautan dan atmosfer. Tim ini berpendapat bahwa planet yang tampak seperti titik-titik hijau pucat jika dilihat dari luar angkasa mungkin merupakan kandidat yang baik untuk menampung kehidupan fotosintesis awal.

Perubahan kimiawi di lautan terjadi secara bertahap selama Zaman Arkean, yang berlangsung selama 1,5 miliar tahun, lebih dari separuh sejarah Bumi. Sebagai perbandingan, seluruh sejarah perkembangan dan evolusi kehidupan kompleks di planet kita hanya mencakup sekitar seperdelapan sejarah Bumi.

Oleh karena itu, hampir dapat dipastikan bahwa warna laut berubah secara bertahap selama periode ini dan kemungkinan berfluktuasi. Hal ini mungkin menjelaskan mengapa alga biru-hijau mengembangkan kedua bentuk pigmen fotosintesis: klorofil, yang baik dalam lingkungan cahaya putih saat ini, dan PEB, yang baik dalam lingkungan cahaya hijau.

Bisakah lautan berubah warna lagi?

Pelajaran yang dapat dipetik dari studi ini adalah bahwa warna laut berkaitan dengan kimia air dan dampaknya terhadap kehidupan. Kita dapat membayangkan warna laut lainnya tanpa terlalu banyak meminjam dari fiksi ilmiah.

Bumi bisa saja memiliki lautan ungu jika kadar sulfurnya tinggi. Hal ini melibatkan aktivitas vulkanik yang intens dan kadar oksigen atmosfer yang rendah, yang akan menyebabkan perkembangbiakan bakteri sulfur ungu.

Lautan juga bisa berubah menjadi merah jika kondisi iklim tropisnya keras, besi merah teroksidasi terbentuk dari dekomposisi batuan di daratan dan terbawa ke laut oleh angin atau sungai. Atau jika sejenis alga yang terkait dengan "pasang merah" tumbuh subur dan mendominasi permukaan laut.

Seiring bertambahnya usia Matahari, ia akan menjadi lebih terang, yang menyebabkan peningkatan penguapan permukaan dan intensitas sinar UV. Hal ini menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi bakteri sulfur ungu untuk berkembang biak di perairan dalam yang kekurangan oksigen.

Hal ini akan menghasilkan lebih banyak warna ungu, coklat atau hijau di area berlapis di lautan atau dekat pantai dan lebih sedikit warna biru tua karena berkurangnya fitoplankton.

Lautnya berwarna hijau

Bisakah lautan berubah warna lagi?

Komentar (0)