Як океани мільярди років тому змінили колір планети

Коли сьогодні астронавти дивляться на Землю з космосу, вони бачать блакитну кулю, яку оточують океани та небо. Однак ця картина не була такою завжди. За новими даними вчених, мільярди років тому океани Землі мали зелений відтінок, і цей колір був тісно пов’язаний із розвитком перших організмів на планеті — ціанобактерій.

Згідно з дослідженням, опублікованим в журналі Nature Ecology and Evolution, океани Землі 2,5–4 мільярди років тому були насичені залізом, а хімічні процеси, що відбувалися в водах, сприяли виникненню зеленого світла, яке, в свою чергу, змінювало колір води. Стародавні океани Землі не виглядали так, як ми їх бачимо сьогодні. Спочатку атмосфера була насичена вуглекислим газом, а кисень відсутній. Гідротермальні джерела, що вивергалися з дна океану, викидали в воду двовалентне залізо, яке взаємодіяло зі світлом. Наявність великої кількості двовалентного заліза в океанах не дозволяла воді відображати світло так, як це відбувається сьогодні. Без озону, що фільтрує ультрафіолет, і без рослин, які б змінювали атмосферу, океани стали “сумішшю” з дивними оптичними властивостями. Залізо, яке було розчинене у воді, поглинало червоні й сині довжини хвиль світла, а зелене світло залишалося, надаючи океанам характерний зелений відтінок. З розвитком ціанобактерій, які почали виробляти кисень, ситуація змінилася. Кисень, що виник в результаті фотосинтезу, перетворив двовалентне залізо на тривалентне, яке потім утворювало частки, схожі на іржу. Ці частинки не зникали швидко і затримувалися у воді, тим самим поглинаючи червоний і синій спектри світла, але пропускаючи зелений, що надавали океанам цього кольору. Ціанобактерії, які здатні до фотосинтезу, почали адаптуватися до цієї нової середовища, і за допомогою спеціальних пігментів, таких як фікоеритробілін, вони змогли використовувати зелене світло для отримання енергії. Завдяки цим адаптаціям ціанобактерії стали домінуючими організмами на Землі в той період.

Для підтвердження цієї гіпотези вчені відтворили модель стародавнього океану на основі підводних експериментів та аналізу сучасних умов. Вони також здійснили вимірювання на глибині 5,5 метра біля островів Японії, де існують схожі умови, зокрема виділення двовалентного заліза з гідротермальних джерел. Результати підтвердили домінування зеленого світла на певних глибинах, що відповідало умовам стародавніх океанів. Зелене світло стародавніх океанів має значні наслідки не лише для розуміння еволюції Землі, а й для астрономії. Традиційно астрономи шукали на інших планетах океани блакитного кольору, припускаючи, що це є ознакою наявності води. Однак за новими даними, планети з океанами, багатими на залізо, можуть мати не блакитний, а зелений відтінок, що буде простіше помітити на великих відстанях. Це означає, що виявлення зелених океанів на інших планетах може стати важливою підказкою про наявність мікробного життя.

Зелені океани стародавньої Землі стали не лише свідченням життєвих процесів на планеті, але й відкривають нові можливості для пошуку позаземного життя.