지구의 바다는 한때 다른 색깔이었고 앞으로도 계속 변할 것입니다.

đại dương - Ảnh 1. — 녹색 바다 일러스트 - 사진: UWMADISON/CANVA

우주에서 보면 지구는 이제 옅은 푸른 점으로 보입니다. 지구 표면의 거의 4분의 3이 바다이기 때문입니다.

그러나 일본 과학자 들의 새로운 연구에 따르면, 지구의 바다는 예전에는 녹색이었으며, 이러한 색상 차이는 광합성의 화학적 성질과 진화와 관련이 있는 것으로 나타났습니다.

바다는 녹색이다

4월 10일 ScienceAlert 에 따르면, 이 연구는 일본 이오지마 화산섬 주변 바닷물이 산화된 형태의 철(III)과 관련이 있는 녹색을 띠고 있다는 관찰에서 시작되었습니다. 이 바닷물에는 남조류가 번성합니다.

원생대 동안 현대 남조류의 조상은 다른 박테리아들과 함께 진화하여 광합성의 전자원으로 물 대신 철(II)을 사용했습니다. 이는 바닷물에 철 함량이 높았음을 시사합니다.

40억 년에서 25억 년 전의 원생대(Archean)는 지구 대기와 해양에 산소 기체가 거의 없었던 시기였습니다. 또한 이 시기에 햇빛에서 에너지를 생산하는 최초의 생물이 진화했습니다. 이 생물들은 혐기성 생물이었는데, 이는 산소 없이도 광합성을 할 수 있었다는 것을 의미합니다.

이는 혐기성 광합성의 부산물이 산소이기 때문에 중요한 변화를 일으킵니다. 산소는 바닷물 속 철분이 더 이상 산소를 중화시킬 수 없을 때만 대기 중에 기체로 존재합니다.

광합성 생물은 세포 내 색소(주로 엽록소)를 사용하여 태양 에너지를 이용하여 _{이산화탄소} 를 당으로 전환합니다. 남조류는 공통 색소인 엽록소뿐만 아니라 피코에리스로빌린(PEB)이라는 또 다른 색소를 가지고 있다는 점에서 독특합니다. 연구팀은 PEB로 유전자 변형된 현대 남조류가 녹색 물에서 더 잘 자란다는 것을 발견했습니다.

광합성과 산소가 등장하기 전, 지구의 바닷물에는 산소가 고갈된 상태의 철이 존재했습니다. 이후 원생대에 광합성이 증가하면서 산소가 방출되었고, 이로 인해 바닷물 속 철의 산화가 일어났습니다.

이 연구에서 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한 결과, 초기 광합성 과정에서 방출된 산소가 산화된 철 입자의 농도를 충분히 높여 바다 표면을 녹색으로 물들인 것으로 나타났습니다.

바다의 모든 철이 산화되면, 유리 산소( _O₂ )는 바다와 대기 모두에 남게 됩니다. 연구팀은 우주에서 볼 때 옅은 녹색 점처럼 보이는 행성들이 초기 광합성 생명체가 서식하기에 적합한 후보일 수 있다고 제안합니다.

해양의 화학적 변화는 15억 년에 걸쳐 점진적으로 일어났는데, 이는 지구 역사의 절반이 넘는 기간입니다. 이에 비해, 지구상 복잡한 생명체의 발전과 진화의 전체 역사는 지구 역사의 약 8분의 1에 불과합니다.

따라서 이 기간 동안 해색이 점진적으로 변했고 변동했을 가능성이 거의 확실합니다. 이는 남조류가 두 가지 형태의 광합성 색소, 즉 오늘날의 백색광 환경에서 유용한 엽록소와 녹색광 환경에서 유용한 PEB를 진화시킨 이유를 설명할 수 있습니다.