Почти три четвърти от повърхността на Земята е покрита от океани, което я превръща в характерната „бледосиня точка“, наблюдавана от космоса. Но според ново проучване, публикувано в Nature, океаните на древната Земя може би не винаги са изглеждали така. Японски учени представят убедителни доказателства, че в Архаичната ера океаните на планетата са били… зелени, предаде Факти.
Как химията на океана и фотосинтезата променят света
Изменението в цвета на океаните е свързано с химическия състав на водата и с еволюцията на фотосинтезата. Според изследването, в период между 3.8 и 1.8 милиарда години назад – в т.нар. Архаична и Палеопротерозойска ера – животът на Земята е бил ограничен до едноклетъчни организми в океаните. Континентите са представлявали голи, безжизнени скални пейзажи.
Дъждовете, падащи върху континенталните скали, са разтваряли желязо, което чрез реките е достигало океаните. Допълнителни количества желязо са се освобождавали от подводни вулкани. В този ранен етап от историята на планетата, атмосферата и океаните са били лишени от свободен кислород.
Но тогава се появяват първите организми, способни да използват слънчевата светлина за производство на енергия – чрез т.нар. анаеробна фотосинтеза. Този процес води до отделяне на кислород, който първоначално се свързва с желязото във водата, образувайки окислено желязо.
Когато наличното желязо в океаните се изчерпва, кислородът започва да се натрупва в атмосферата – процес, известен като Голямото кислородно събитие. Това е решителен повратен момент в историята на планетата, който създава условия за възникването на сложни форми на живот.
Този преход е записан в геоложките слоеве чрез така наречените „лентирани железни образувания“ – редуващи се слоеве от окислено и неокислено желязо, свидетелстващи за постепенното насищане на океаните с кислород.
Японските учени базират хипотезата си за зелените океани върху наблюдения на днешни води около вулканичния остров Иво Джима. Там морето има ясно изразен зелен оттенък, дължащ се на окислено желязо (Fe(III)). В тези води процъфтяват синьо-зелени бактерии (известни като цианобактерии), които носят важен еволюционен ключ.
Цианобактериите използват хлорофил за фотосинтеза, но притежават и допълнителен пигмент – фикоеритробилин (PEB), който поглъща зелена светлина по-ефективно. Изследователите откриват, че генетично модифицирани бактерии с този пигмент растат по-добре в зелени води – нещо, което подкрепя теорията за преобладаващия зелен цвят на океаните в миналото.
Моделиране с помощта на компютърни симулации показва, че количествата окислено желязо, отделено в резултат на ранната фотосинтеза, са били достатъчни, за да придадат зелен цвят на повърхностните води. Едва след пълното окисляване на желязото, в атмосферата се появява свободен кислород – и с него настъпва познатата ни „бледосиня ера“.
Какво означава това за търсенето на живот извън Земята?
Една от основните хипотези, произтичащи от изследването, е, че планети със зелени океани биха могли да са в ранен етап от развитие на фотосинтезиращ живот. Такива „бледозелени точки“ в Космоса могат да бъдат обещаващи кандидати за търсене на извънземен живот.
Проучването повдига още един интересен въпрос: възможно ли е океаните на Земята да са били не само сини или зелени, но и в други цветове? Отговорът – да. При високи нива на сяра и слабо съдържание на кислород, например, биха доминирали лилави серни бактерии. Червени океани също са теоретично възможни – при условия на интензивна ерозия на сушата и пренос на окислено желязо в моретата, или при цъфтеж на червени водорасли, характерен за райони с високо съдържание на торове.
С напредването на възрастта на Слънцето, неговата яркост ще се увеличава, което ще доведе до по-интензивно изпарение, ултравиолетово облъчване и промени в химичния състав на океаните. Това ще повлияе и на техния цвят – от повече зелено и лилаво в крайбрежията до постепенно изчезване на дълбокото синьо.
В геоложки мащаб, нищо на Земята не е вечно – включително и цветът на океаните. А това, което днес възприемаме като константа, може в бъдеще да бъде само кратък миг в историята на една вечно променяща се планета.
