地球の海はかつては今とは違った色をしており、これからも変化し続けるでしょう。

đại dương - Ảnh 1. — 緑色の海のイラスト - 写真: UWMADISON/CANVA

宇宙から見ると、地球は現在、表面のほぼ4分の3が海であるため、淡い青色の点として見えます。

しかし、日本の科学者による新たな研究によると、地球の海はかつて緑色で、この色の違いは光合成の化学と進化に関係しているという。

海は緑色です

4月10日のScienceAlertによると、この研究は、日本の火山島である硫黄島周辺の海水が緑色をしているという観察から始まった。これは鉄(III)の酸化形態に関連している。この海水には藍藻類が繁殖している。

始生代には、現代の藍藻類の祖先は他の細菌と共に、光合成の電子源として水の代わりに鉄(II)を用いて進化しました。これは、海洋に高濃度の鉄が存在していたことを示唆しています。

始生代（40億年から25億年前）は、地球の大気と海洋に気体酸素がほとんど存在しなかった時代です。また、この時代に太陽光からエネルギーを生み出す最初の生物が進化しました。これらの生物は嫌気性生物であり、酸素なしで光合成を行うことができました。

これは重要な変化をもたらします。なぜなら、嫌気性光合成の副産物は酸素だからです。海水中の鉄が酸素を中和できなくなったとき、酸素は大気中に気体として存在するようになります。

光合成生物は、細胞内の色素（主にクロロフィル）を用いて、太陽エネルギーを利用して_{二酸化炭素}を糖に変換します。藍藻類は、一般的な色素であるクロロフィルに加え、フィコエリスロビリン（PEB）と呼ばれる第二の色素も持つという点で独特です。研究チームは、PEBを遺伝子組み換えした現代の藍藻類が、緑水でよりよく成長することを発見しました。

光合成と酸素の出現以前、地球の海は酸素が欠乏した状態の鉄を含んでいました。その後、太古代に光合成が増加した際に酸素が放出され、海水中の鉄が酸化されました。

この研究におけるコンピューターシミュレーションでは、初期の光合成中に放出された酸素が、海面を緑色に変えるほどの高濃度の酸化鉄粒子をもたらしたことも判明した。

海中の鉄がすべて酸化されると、自由酸素（ _O2 ）は海と大気の両方に残ります。研究チームは、宇宙から見ると淡い緑色の点のように見える惑星が、初期の光合成生命が存在する有力な候補である可能性があると示唆しています。

海洋における化学的変化は、地球史の半分以上にあたる15億年にわたる始生代に徐々に起こりました。これと比較すると、地球上の複雑な生命の発生と進化の歴史全体は、地球史のわずか8分の1程度に過ぎません。

したがって、この期間に海の色は徐々に変化し、おそらく変動していたことはほぼ確実です。これは、藍藻類が、今日の白色光環境に適したクロロフィルと、緑色光環境に適したPEBという2種類の光合成色素を進化させた理由を説明できるかもしれません。