지구의 바다는 한때 다른 색깔이었고 앞으로도 계속 변할 것입니다.

đại dương - Ảnh 1. — 녹색 바다 일러스트 - 사진: UWMADISON/CANVA

우주에서 보면 지구는 이제 옅은 푸른 점으로 보입니다. 지구 표면의 거의 4분의 3이 바다이기 때문입니다.

그러나 일본 과학자들의 새로운 연구에 따르면, 지구의 바다는 예전에는 녹색이었으며, 이러한 색상 차이는 광합성의 화학적 성질과 진화와 관련이 있는 것으로 나타났습니다.

바다는 녹색이다

ScienceAlert가 4월 10일에 발표한 자료에 따르면, 연구는 일본의 이오지마 화산섬 주변의 물이 녹색이라는 관찰에서 시작되었는데, 이는 산화된 형태의 철(III)과 관련이 있었습니다. 이 물에서는 청록조류가 번성합니다.

고생물 시대에 현대 청록조류의 조상은 광합성을 위한 전자원으로 물 대신 철(II)을 사용하여 다른 박테리아와 함께 진화했습니다. 이는 바다에 철분 수치가 높다는 것을 나타냅니다.

원생대(40억~25억 년 전)는 지구의 대기와 바다에 산소 기체가 전혀 없었던 시기였습니다. 또한 이 시기는 최초의 유기체가 햇빛으로부터 에너지를 생산하기 위해 진화한 시기이기도 합니다. 이 생물들은 혐기성 광합성을 했습니다. 즉, 산소 없이도 광합성을 할 수 있었습니다.

혐기성 광합성의 부산물이 산소 가스이기 때문에 이는 중요한 변화를 일으킵니다. 해수 속의 철분이 더 이상 산소를 중화시킬 수 없게 되면 산소는 대기 중에 기체로만 존재하게 됩니다.

광합성 생물은 세포 내 색소(주로 엽록소)를 사용해 태양 에너지를 이용해 _CO2를 당으로 전환합니다. 청록조류는 공통 색소인 엽록소를 가지고 있을 뿐만 아니라 피코에리트로빌린(PEB)이라는 두 번째 색소도 가지고 있어서 독특합니다. 연구팀은 PEB로 유전자 변형된 현대 청록조류가 청록색 물에서 더 잘 자란다는 것을 발견했습니다.

광합성과 산소가 나타나기 전에, 지구의 바다에는 산소가 고갈된 상태의 철이 포함되어 있었습니다. 그러다가 원생대에 광합성이 증가하면서 산소가 방출되었고, 이로 인해 바닷물 속의 철이 산화되었습니다.

이 연구에서 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한 결과, 초기 광합성 과정에서 방출된 산소가 산화된 철 입자의 농도를 충분히 높여 바다 표면을 녹색으로 물들인 것으로 나타났습니다.

바다에 있는 모든 철이 산화되면, 자유 산소(O ₂ )가 바다와 대기 모두에 존재하게 됩니다. 연구팀은 우주에서 볼 때 옅은 녹색 점처럼 보이는 세계가 초기 광합성 생명체가 서식할 수 있는 좋은 후보일 수 있다고 제안했습니다.

바다의 화학적 변화는 점진적으로 일어났으며, 원생대(Archean eon)는 15억 년 동안 지속되었는데, 이는 지구 역사의 절반 이상을 차지합니다. 비교해 보면, 우리 행성의 복잡한 생명체가 발전하고 진화한 역사 전체는 지구 역사의 약 8분의 1에 불과합니다.

따라서 이 기간 동안 바다의 색깔이 점진적으로 변하고 변동했을 가능성이 거의 확실합니다. 이는 청록조류가 두 가지 형태의 광합성 색소, 즉 오늘날의 백색광 환경에 적합한 엽록소와 녹색광 환경에 적합한 PEB를 가지고 진화한 이유를 설명할 수 있습니다.