Lautan bumi dahulunya berbeza warna dan akan terus berubah warna.

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

Dilihat dari angkasa, Bumi kini kelihatan sebagai titik biru pucat kerana hampir tiga perempat permukaannya adalah lautan.

Walau bagaimanapun, menurut penyelidikan baru oleh saintis Jepun, lautan Bumi pernah menjadi hijau, dan perbezaan warna ini berkaitan dengan kimia dan evolusi fotosintesis.

Lautan hijau

Menurut ScienceAlert pada 10 April, penyelidikan bermula dengan pemerhatian bahawa perairan di sekitar pulau gunung berapi Jepun Iwo Jima berwarna hijau, berkaitan dengan bentuk besi teroksida (III). Alga biru-hijau hidup subur di perairan ini.

Semasa zaman Archaean, nenek moyang alga biru-hijau moden berkembang bersama bakteria lain menggunakan besi(II) dan bukannya air sebagai sumber elektron untuk fotosintesis. Ini menunjukkan paras besi yang tinggi di lautan.

The Archean, 4-2.5 bilion tahun yang lalu, adalah tempoh apabila atmosfera dan lautan Bumi tidak mempunyai oksigen gas. Ia juga merupakan tempoh apabila organisma pertama yang menghasilkan tenaga daripada cahaya matahari berevolusi. Organisma ini adalah fotosintesis secara anaerobik, bermakna mereka boleh berfotosintesis tanpa oksigen.

Ini adalah perubahan yang ketara kerana hasil sampingan fotosintesis anaerobik ialah oksigen. Oksigen hanya wujud sebagai gas di atmosfera apabila besi di dalam air laut tidak lagi dapat meneutralkannya.

Organisma fotosintetik menggunakan pigmen (terutamanya klorofil) dalam sel mereka untuk menukar _CO2 kepada gula menggunakan tenaga Matahari. Alga biru-hijau adalah unik kerana mereka membawa klorofil pigmen biasa, tetapi juga mempunyai pigmen kedua yang dipanggil phycoerythrobilin (PEB). Pasukan itu mendapati bahawa alga biru-hijau moden yang diubah suai secara genetik dengan PEB tumbuh lebih baik di perairan hijau.

Sebelum kemunculan fotosintesis dan oksigen, lautan Bumi mengandungi besi dalam keadaan anoksik. Kemudian, oksigen dibebaskan apabila fotosintesis meningkat semasa Archean, yang membawa kepada pengoksidaan besi dalam air laut.

Simulasi komputer dalam kajian itu juga mendapati bahawa oksigen yang dibebaskan semasa fotosintesis awal membawa kepada kepekatan zarah besi teroksida yang cukup tinggi untuk menjadikan permukaan laut menjadi hijau.

Apabila semua besi di lautan telah teroksida, oksigen bebas (O ₂ ) akan kekal di kedua-dua lautan dan atmosfera. Pasukan itu mencadangkan bahawa dunia yang kelihatan seperti titik hijau pucat yang dilihat dari angkasa boleh menjadi calon yang baik untuk menyimpan kehidupan fotosintesis awal.

Perubahan kimia di lautan adalah beransur-ansur dan Archean bertahan selama 1.5 bilion tahun, lebih separuh daripada sejarah Bumi. Sebagai perbandingan, keseluruhan sejarah perkembangan dan evolusi kehidupan kompleks di planet kita merangkumi hanya kira-kira satu perlapan daripada sejarah Bumi.

Oleh itu, hampir pasti bahawa warna lautan berubah secara beransur-ansur sepanjang tempoh ini dan berkemungkinan berubah-ubah. Ini mungkin menjelaskan mengapa alga biru-hijau mengembangkan kedua-dua bentuk pigmen fotosintesis: klorofil, yang baik dalam persekitaran cahaya putih hari ini, dan PEB, yang baik dalam persekitaran cahaya hijau.

Bolehkah lautan berubah warna lagi?

Pengajaran daripada kajian ini ialah warna lautan berkaitan dengan kimia air dan kehadiran hidupan. Kita boleh membayangkan warna lautan lain tanpa meminjam terlalu banyak daripada fiksyen sains.

Bumi mungkin mempunyai lautan ungu jika paras sulfur tinggi. Ini boleh dikaitkan dengan aktiviti gunung berapi yang kuat dan paras oksigen yang rendah di atmosfera, yang akan membawa kepada percambahan bakteria sulfur ungu.

Lautan juga boleh menjadi merah jika keadaan iklim tropika keras, besi teroksida merah terbentuk daripada penguraian batu di darat dan dibawa ke lautan melalui angin atau sungai. Atau jika sejenis alga yang dikaitkan dengan "air pasang merah" tumbuh dengan cepat dan menguasai permukaan lautan.

Apabila Matahari kita semakin tua, ia mula-mula akan menjadi lebih terang, membawa kepada peningkatan penyejatan permukaan dan sinaran UV yang sengit. Ini mewujudkan keadaan yang baik untuk bakteria sulfur ungu untuk berkembang maju di perairan yang dalam dan kehabisan oksigen.

Ini akan menghasilkan lebih banyak ungu, coklat atau hijau di kawasan berstrata di lautan atau berhampiran pantai dan kurang biru tua kerana fitoplankton yang berkurangan.

Pada skala masa geologi, tiada yang kekal. Oleh itu, perubahan dalam warna laut tidak dapat dielakkan.

Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Nature.

Kembali ke topik

ANH KHAM

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