Земля виглядає як бліда блакитна крапка з космосу, адже понад три чверті її поверхні займають океани. Однак нове дослідження японських вчених, опубліковане в журналі Nature, пропонує неймовірну гіпотезу: колись океани Землі могли бути зеленими, розповідає NNews.
Хімія океанів і еволюція фотосинтезу
Основною причиною цього була зміна хімії океанів, а також розвиток фотосинтезу. Як студент геології, я вивчав важливість таких відкладень, як збагачені залізом формації, що зберігають історію нашої планети. Бандовані залізні формації (BIF), які утворювались в Архейську та Палеопротерозойську еони, між 3,8 і 1,8 мільярдами років тому, відображають зміну в атмосферних умовах, коли життя було обмежене одноклітинними організмами, а континенти були пустельними, вкритими сіро-бурими й чорними відкладеннями.
У цей період до атмосфери не потрапляв кисень, і життя в основному існувало в океанах. Кисень з’явився лише через розвиток анаеробного фотосинтезу — процесу, при якому організми, використовуючи сонячне світло, почали виробляти кисень як побічний продукт. Спочатку цей кисень взаємодіяв із розчиненим залізом в океанах, що призводило до формування червоних окислених відкладень.
Як це пов’язано з зеленими океанами?
Нещодавнє дослідження японських вчених починається з того, що океан навколо вулканічного острова Іво-Дзіма в Японії має зелений відтінок, що пов’язано з присутністю окисленого заліза (Fe(III)). Вода на цих водах надає сприятливі умови для росту блакитно-зелених водоростей — організмів, що також активно здійснюють фотосинтез.
На перший погляд це може здатися неймовірним, але насправді блакитно-зелені водорості є бактерії, а не справжні водорості. У архейському еоні їхні предки еволюціонували поряд з іншими бактеріями, що використовували замість води ферум (Fe²⁺) для фотосинтезу. Це вказує на високу концентрацію заліза в океанах у той період.
Блакитно-зелені водорості та новий погляд на фотосинтез
Фотосинтетичні організми мають пігменти, найвідомішим з яких є хлорофіл. Хлорофіл дає рослинам їхній зелений колір. Однак блакитно-зелені водорості мають не тільки хлорофіл, а й додатковий пігмент — фікоеритробілін (PEB). Вчені з’ясували, що генетично модифіковані сучасні блакитно-зелені водорості, що містять PEB, краще ростуть у зелених водах. Це вказує на те, що ці пігменти можуть бути ефективнішими в умовах, коли вода має зеленуватий відтінок, багатий на окислене залізо.
Як це змінює наше розуміння еволюції океанів?
Моделювання, проведене вченими, показало, що підвищення рівня кисню через ранній фотосинтез призвело до високої концентрації окислених залізних часток у воді, що й могло змінити колір океану на зелений. Це відкриття вказує на те, що океани Землі могли бути зеленими протягом значної частини геологічної історії, до того, як кисень став вільно існуючим в атмосфері та океанах.
Це також має важливі наслідки для пошуку життя на інших планетах. За словами дослідників, планети з океанами, що мали б подібні умови, — це потенційно добрі кандидати для знаходження ранніх фотосинтетичних організмів.
Чи зміниться колір океанів знову?
Це дослідження показує, як зміни в хімії океану можуть впливати на кольори океанів. Так, в майбутньому океани Землі можуть набувати нових відтінків через зміни в кліматі та геологічних процесах. Наприклад, океани можуть стати пурпурними через високі концентрації сірки, що може бути результатом інтенсивної вулканічної діяльності і низького рівня кисню в атмосфері.
Теоретично, також можливі червоні океани в умовах сильного тропічного клімату, коли окислене залізо, що утворюється на суші, потрапляє до океанів. Крім того, червоні водорості, пов’язані з “червоними припливами”, можуть вплинути на колір води.
Висновок
Це відкриття нагадує нам, що Земля не є стабільним, незмінним об’єктом, а наша планета зазнає постійних змін. Зміна кольору океанів протягом геологічного часу є лише одним з численних прикладів того, як хімія і життя взаємодіють, змінюючи вигляд нашого світу. І, хоча океани сьогодні здаються блакитними, не виключено, що в майбутньому вони можуть виглядати зовсім по-іншому.
Читайте оригінальну статтю.