Oceany Ziemi kiedyś miały inny kolor i nadal będą się zmieniać.

Japońscy naukowcy przedstawili przekonujące dowody na to, że oceany Ziemi były kiedyś zielone i że kolor ten może się nadal zmieniać w przyszłości.

Ilustracja oceanu w kolorze zielonym – zdjęcie: UWMADISON/CANVA

Widziana z kosmosu Ziemia wygląda teraz jak bladoniebieska kropka, ponieważ prawie trzy czwarte jej powierzchni zajmują oceany.

Jednakże, według najnowszych badań japońskich naukowców , oceany Ziemi były kiedyś zielone, a ta różnica w kolorze jest związana z chemią i ewolucją fotosyntezy.

Ocean jest zielony

Według ScienceAlert z 10 kwietnia, badania rozpoczęły się od obserwacji, że wody wokół wulkanicznej wyspy Iwo Jima w Japonii mają zielony kolor, związany z utlenioną formą żelaza (III). W tych wodach rozwijają się sinice.

W okresie archaicznym przodkowie współczesnych sinic ewoluowali wraz z innymi bakteriami, wykorzystując żelazo(II) zamiast wody jako źródło elektronów do fotosyntezy. Sugeruje to wysoki poziom żelaza w oceanach.

Archaik, 4–2,5 miliarda lat temu, był okresem, w którym ziemska atmosfera i oceany były pozbawione tlenu gazowego. To właśnie w tym okresie rozwinęły się pierwsze organizmy produkujące energię słoneczną. Organizmy te były beztlenowe, co oznacza, że ​​mogły przeprowadzać fotosyntezę bez udziału tlenu.

Powoduje to istotne zmiany, ponieważ produktem ubocznym fotosyntezy beztlenowej jest tlen. Tlen występuje w atmosferze w postaci gazowej dopiero wtedy, gdy żelazo w wodzie morskiej nie jest już w stanie go neutralizować.

Organizmy fotosyntetyzujące wykorzystują pigmenty (głównie chlorofil) w swoich komórkach do przekształcania _CO2 w cukier za pomocą energii słonecznej. Sinice są wyjątkowe, ponieważ zawierają wspólny pigment – ​​chlorofil – ale mają również drugi pigment – ​​fikoerytrobilinę (PEB). Zespół odkrył, że współczesne sinice modyfikowane genetycznie za pomocą PEB lepiej rosną w zielonej wodzie.

Przed pojawieniem się fotosyntezy i tlenu, oceany Ziemi zawierały żelazo w stanie zubożonym w tlen. Później, wraz ze wzrostem fotosyntezy w archeoaku, tlen zaczął się uwalniać, co doprowadziło do utleniania żelaza w wodzie oceanicznej.

Symulacje komputerowe przeprowadzone w ramach badania wykazały również, że tlen uwalniany w trakcie wczesnej fotosyntezy doprowadził do powstania wystarczająco dużych stężeń utlenionych cząsteczek żelaza, aby powierzchnia morza zabarwiła się na zielono.

Gdy całe żelazo w oceanie ulegnie utlenieniu, wolny tlen ( _O2 ) pozostanie zarówno w oceanie, jak i w atmosferze. Zespół sugeruje, że światy wyglądające jak bladozielone kropki widziane z kosmosu mogą być dobrymi kandydatami na siedlisko wczesnego życia fotosyntetycznego.

Zmiany chemiczne w oceanach zachodziły stopniowo w archaiku, który trwał 1,5 miliarda lat, czyli ponad połowę historii Ziemi. Dla porównania, cała historia rozwoju i ewolucji złożonego życia na naszej planecie obejmuje zaledwie około jednej ósmej historii Ziemi.

Jest zatem niemal pewne, że kolor oceanu zmieniał się stopniowo w tym okresie i prawdopodobnie podlegał wahaniom. Może to wyjaśniać, dlaczego sinice wyewoluowały obie formy pigmentu fotosyntetycznego: chlorofil, który dobrze radzi sobie w dzisiejszym środowisku białego światła, oraz PEB, który dobrze radzi sobie w środowisku zielonego światła.

Czy ocean może znów zmienić kolor?

Lekcja płynąca z tego badania jest taka, że ​​kolor oceanu jest związany ze składem chemicznym wody i wpływem życia. Możemy wyobrazić sobie inne kolory oceanów, nie zapożyczając zbyt wiele z science fiction.

Ziemia mogłaby mieć fioletowe oceany, gdyby poziom siarki był wysoki. Wiązałoby się to z intensywną aktywnością wulkaniczną i niskim poziomem tlenu w atmosferze, co doprowadziłoby do rozmnożenia się fioletowych bakterii siarkowych.

Ocean może również przybrać czerwony kolor, jeśli warunki klimatu tropikalnego są surowe – czerwone utlenione żelazo powstaje w wyniku rozkładu skał na lądzie i jest przenoszone do oceanu przez wiatr lub rzeki. Lub jeśli pewien rodzaj glonów związany z „czerwonym przypływem” rozkwita i dominuje na powierzchni oceanu.

Wraz ze starzeniem się naszego Słońca, będzie ono najpierw jaśniejsze, co doprowadzi do zwiększonego parowania powierzchniowego i intensywnego promieniowania UV. Stwarza to sprzyjające warunki dla rozwoju purpurowych bakterii siarkowych w głębokich, ubogich w tlen wodach.

W rezultacie w warstwach oceanu i przy brzegu pojawiłoby się więcej koloru fioletowego, brązowego lub zielonego, a mniej ciemnoniebieskiego ze względu na zmniejszoną ilość fitoplanktonu.

W geologicznej skali czasu nic nie jest trwałe. Dlatego zmiany koloru oceanów są nieuniknione.

Badanie opublikowano w czasopiśmie Nature.

Przeczytaj więcej Powrót do tematów

Powrót do tematu

ANH CZW

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