Согласно результатам исследования, такая необычная окраска была обусловлена уникальным химическим составом воды того времени и развитием фотосинтеза. Еще более интригующе то, что ученые также предполагают возможность изменения цвета наших океанов в будущем.
Когда-то океаны Земли были зелеными, а в будущем они могут стать фиолетовыми
На протяжении веков Земля была известна как голубая планета, и это представление во многом сформировалось из-за обширных океанов, которые покрывают три четверти ее поверхности. Но что, если так было не всегда, и наши океаны когда-то были зелеными?
Unsplash
Об этом говорится в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geology & Evolution
Какой цвет будет дальше?
Чтобы понять, как наши океаны могли когда-то быть окрашены в зеленый цвет, исследователи из Университета Нагои указывают на высокую степень растворения железа в континентальных породах. Примерно между 3,8 и 1,8 миллиардами лет назад, в архейскую эпоху, когда жизнь была ограничена одиночными клетками в океанах, дожди вымывали железо из континентальных пород. Впоследствии реки унесли это растворенное железо в моря, где к нему присоединилось дополнительное количество двухвалентного железа, выброшенного из вулканических жерл на дне океана.
В этот период цианобактерии начали производить кислород посредством кислородного фотосинтеза, процесса, при котором кислород образуется в качестве побочного продукта. Однако, в отличие от современных растений, ранние цианобактерии не полагались только на хлорофилл. Вместо этого они также обладали вторым пигментом, называемым фикоэритробилином (PEB), который отлично поглощает зеленый свет. По мере того как эти цианобактерии процветали, они выделяли кислород в воду и атмосферу, что привело к эволюции более сложных форм жизни. Но исследователи стремились понять причину, по которой цианобактерии использовали PEB наряду с хлорофиллом.
Исследовательская группа, возглавляемая Таро Мацуо, использовала передовые методы моделирования и обнаружила, что в архейскую эпоху в спектре преобладал зеленый свет, главным образом из-за процесса, называемого осаждением железа.
Исследователи установили, что повышенное производство кислорода в конечном итоге вступило в реакцию с железом, превратив его из растворимого двухвалентного в нерастворимое трехвалентное железо. Поскольку трехвалентное железо нерастворимо, оно выпадает в осадок в виде частиц, похожих на ржавчину. Это тяжелое железо поглощало синий свет, в то время как красная длина волны поглощалась водой, в результате чего зеленый свет доминировал в подводном изображении.
Современные наблюдения вокруг японского вулканического острова Иводзима естественным образом показывают зеленый оттенок, связанный с окисленным железом, что также подтверждает расчеты команды.
Кроме того, теоретические модели исследователей предполагают, что океаны Земли могут приобретать совершенно разные оттенки в различных условиях окружающей среды. Например, при повышении уровня серы океаны могут стать фиолетовыми из-за интенсивной вулканической активности и низкого содержания кислорода в атмосфере.
Точно так же океаны могут отливать красным в условиях интенсивного тропического климата, когда в результате распада горных пород образуются красные оксиды железа, которые реки сбрасывают в океаны.