Новое исследование: когда-то океаны были зелеными

Всем нам знакомы впечатляющие виды голубых океанов, хотя сама вода прозрачна и бесцветна. Синий цвет моря объясняется тем, как свет преломляется в воде, но новые исследования ставят под сомнение представление о том, что так было всегда.

Как пишет «Маарив», группа исследователей из Японии представила убедительные доказательства того, что в далеком прошлом океаны Земли были зелеными.

По мнению исследователей, причина разницы в цвете океанов Земли в далеком прошлом связана с их химическим составом и развитием процесса фотосинтеза. Исследование предполагает, что изменение произошло после того, как в архейский и ранний протерозойский эоны, примерно от 3,8 до 1,8 млрд лет назад, образовались залежи железа.

В то время жизнь на Земле ограничивалась одноклеточными существами в океанах, а континенты представляли собой пустынные скалистые территории. Осадки, выпадавшие на скалы, растворили железо, которое по рекам попало в океаны. Другим источником железа были вулканы на дне океанов. Позже это железо сыграло важную роль.

Ученые провели исследование в водах вокруг японского острова Иводзима — вулканического острова, характеризующегося зеленоватым оттенком воды, связанным с особым типом окисленного железа. В этих зеленых водах процветают сине-зеленые водоросли.

Несмотря на свое название, сине-зеленые водоросли на самом деле являются примитивными бактериями, а не настоящими водорослями. В архейский эон предки современных сине-зеленых водорослей эволюционировали вместе с другими бактериями, которые использовали двухвалентное железо вместо воды в качестве источника электронов в процессе фотосинтеза. Это открытие свидетельствует о высоком уровне железа в океане в то время.

Организмы, осуществляющие фотосинтез, используют пигменты (в основном хлорофилл) в своих клетках для преобразования углекислого газа в сахара с использованием солнечной энергии. В то время как хлорофилл придает растениям зеленый цвет, сине-зеленые водоросли несут в себе как обычный пигмент хлорофилл, так и второй пигмент, называемый фикоэритробилином (PEB).

В своем исследовании ученые обнаружили, что современные сине-зеленые водоросли, генетически модифицированные с помощью PEB, лучше растут в зеленой воде. Хотя хлорофилл отлично подходит для фотосинтеза в видимом спектре света, PEB, по-видимому, более эффективен в условиях зеленого света.

До появления фотосинтеза и кислорода океаны Земли содержали железо, которое выпадало в осадок при отсутствии кислорода. Кислород, выделявшийся в процессе фотосинтеза в архейский эон, привел к окислению железа в морской воде.

Компьютерное моделирование, проведенное в рамках исследования, показало, что кислород, выделяющийся в ходе раннего процесса фотосинтеза, приводит к высокой концентрации окисленных молекул железа, которой достаточно, чтобы окрасить поверхностные воды в зеленый цвет.

«Это открытие полностью меняет наше представление о том, как выглядела древняя Земля, — объяснил профессор Такаши Ямада, руководитель исследовательской группы. — Когда мы представляем себе Землю миллиарды лет назад, мы должны представлять планету с ярко-зелеными океанами, а не синими, как сегодня».

«Исследование не только дает новое представление о прошлом Земли, но и может помочь астрономам в поисках жизни на других планетах. Если мы увидим далекую планету с зелеными океанами, это может указывать на определенную стадию в эволюции жизни», — добавил Ямада.

«Детали», Е.А. Фото: изображение создано с помощью ChatGPT