Океаны Земли когда-то были другого цвета и будут продолжать меняться.

đại dương - Ảnh 1. — Иллюстрация океана в зеленом цвете - Фото: UWMADISON/CANVA

Из космоса Земля теперь выглядит как бледно-голубая точка, поскольку почти три четверти ее поверхности занимает океан.

Однако, согласно новому исследованию японских ученых, океаны Земли когда-то были зелеными, и эта разница в цвете связана с химией и эволюцией фотосинтеза.

Океан зеленый.

По данным ScienceAlert от 10 апреля, исследование началось с наблюдения, что вода вокруг японского вулканического острова Иводзима имеет зеленый цвет, что связано с окисленной формой железа (III). В этих водах процветают сине-зеленые водоросли.

В архейский период предки современных сине-зеленых водорослей эволюционировали вместе с другими бактериями, использовавшими железо(II) вместо воды в качестве источника электронов для фотосинтеза. Это указывает на высокий уровень железа в океане.

Архей (4–2,5 миллиарда лет назад) был периодом, когда атмосфера и океаны Земли были лишены газообразного кислорода. Это был также период, когда первые организмы научились вырабатывать энергию из солнечного света. Эти организмы были анаэробными фотосинтезирующими, то есть они могли фотосинтезировать без кислорода.

Это приводит к важным изменениям, поскольку побочным продуктом анаэробного фотосинтеза является газообразный кислород. Кислород существует в атмосфере в виде газа только после того, как железо в морской воде больше не может нейтрализовать кислород.

Фотосинтезирующие организмы используют пигменты (в основном хлорофилл) в своих клетках для преобразования _CO2 в сахар с использованием солнечной энергии. Сине-зеленые водоросли уникальны, поскольку они несут в себе общий пигмент хлорофилл, но также имеют второй пигмент, называемый фикоэритробилином (ПЭБ). Команда обнаружила, что современные сине-зеленые водоросли, генетически модифицированные с помощью PEB, лучше растут в сине-зеленых водах.

До появления фотосинтеза и кислорода океаны Земли содержали железо в обедненном кислородом состоянии. Затем, в архейский период, в результате усиления фотосинтеза высвобождался кислород, что приводило к окислению железа в морской воде.

Компьютерное моделирование в ходе исследования также показало, что кислород, выделяемый в ходе раннего фотосинтеза, привел к образованию достаточно высоких концентраций окисленных частиц железа, из-за чего морская поверхность окрасилась в зеленый цвет.

Когда все железо в океане окислится, свободный кислород (O ₂ ) будет существовать как в океане, так и в атмосфере. Ученые предполагают, что миры, которые из космоса выглядят как бледно-зеленые точки, могут быть хорошими кандидатами на существование ранней фотосинтетической жизни.

Химические изменения в океане происходили постепенно, и архейский эон длился 1,5 миллиарда лет, что составляет более половины истории Земли. Для сравнения, вся история развития и эволюции сложной жизни на нашей планете составляет всего лишь около одной восьмой истории Земли.

Поэтому почти наверняка можно сказать, что цвет океана в этот период постепенно менялся и, вероятно, колебался. Это может объяснить, почему сине-зеленые водоросли эволюционировали с обеими формами фотосинтетических пигментов: хлорофиллом, который хорош в современных условиях белого света, и PEB, который хорош в условиях зеленого света.

Может ли океан снова изменить цвет?

Урок, извлеченный из исследования, заключается в том, что цвет океана связан с химическим составом воды и влиянием жизни. Мы можем представить себе другие цвета океана, не заимствуя слишком много из научной фантастики.

На Земле могли бы быть фиолетовые океаны, если бы концентрация серы была высокой. Это может быть связано с сильной вулканической активностью и низким уровнем кислорода в атмосфере, что могло привести к распространению пурпурных серных бактерий.

Океан также может стать красным, если условия тропического климата суровы. Красное окисленное железо образуется в результате разложения горных пород на суше и переносится в океан ветром или реками. Или если тип водорослей, связанный с «красным приливом», процветает и доминирует на поверхности океана.

По мере старения нашего Солнца оно сначала станет ярче, что приведет к увеличению испарения с поверхности и интенсивному ультрафиолетовому излучению. Это создает благоприятные условия для роста пурпурных серных бактерий в глубоких, обедненных кислородом водах.

Это приведет к увеличению количества фиолетового, коричневого или зеленого цвета в стратифицированных областях океана или вблизи берега и уменьшению количества темно-синего цвета из-за сокращения фитопланктона.

В масштабах геологического времени нет ничего постоянного. Поэтому изменение цвета океана неизбежно.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Вернуться к теме

АНХ ЧТ

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