科学家说,地球的海洋并不总是蓝色的
铁含量高的海水在地球上看起来仍然是绿色的。来源:uux.cn/Deposit Photos
(神秘的地球uux.cn)据《大众科学》(安德鲁·保罗):地球上的海洋可能并不总是像今天这样湛蓝。事实上,可能有一段时间它们根本不是蓝色的。据日本名古屋大学的研究人员称,地球上最早的海洋在20多亿年的时间里一直闪耀着绿色的光芒。这些后果不仅可能加深我们对地球遥远过去的理解,还可能有助于扩大我们在银河系其他地方寻找生命的范围。
尽管地球本身在大约45亿年前凝聚成一颗行星,但大多数估计表明,最早的生命形式至少还需要8亿年才能形成。但是,尽管在那段时间里没有生命,但这颗行星已经被广阔的海洋所覆盖,海洋中点缀着热液喷口系统,这些系统向水中释放了大量的亚铁。
最早的蓝藻,今天通常被称为藻类,大约在40亿年前出现,是最早进行含氧光合作用的生物之一。虽然现代植物在这一过程中使用叶绿素,但古代蓝藻也通过触角中的藻胆素收集太阳的能量。蓝藻的崛起最终促成了大约24亿年前的大氧化事件。在此期间,氧气在地球大气层中积累,这反过来对生命的进化产生了重大影响。但蓝藻需要这些藻胆蛋白的原因多年来一直是研究人员的一个谜。
名古屋大学松尾太郎领导的一个小组最近在《自然生态与进化》杂志上发表的一项研究中探索了一种潜在的解释。利用先进的计算化学模拟,Matsuo的团队能够近似计算出40亿至25亿年前太古宙时期光谱在水下的扩散情况。他们确定,蓝藻等生物产生的氧气量不断增加,最终与海洋中的铁含量相互作用,将其从亚铁变成三价铁。
与亚铁不同,三价铁是不溶的,这意味着它以铁锈状颗粒的形式从水中沉淀出来。这些古老的富含铁的海洋与光波的相互作用不同,铁粒子主要吸收蓝光和红光,留下绿光折射到水中。根据Matsuo的团队的说法,如果当时人类还活着,这会给人类的眼睛带来更绿的色彩。因此,蓝藻继续进化藻胆素,以吸收穿过所有绿色的光线。
松尾在一份声明中说:“遗传分析表明,蓝藻有一种叫做藻红蛋白的特殊藻胆蛋白,可以有效地吸收绿光。”。“我们认为,这种适应使它们能够在富含铁的绿色海洋中茁壮成长。”
松尾并不总是相信他的绿色海洋假说。2021年,当他第一次开始思考这个想法时,他“比其他任何事情都更加怀疑”
“但现在,经过多年的研究,随着地质学和生物学的见解逐渐像拼图一样拼凑在一起,我的怀疑变成了信念。”
这段旅程的一个重要时刻发生在2023年,当时对萨图南群岛的硫磺岛进行了实地研究。该地区的海水位于九州西南部,以其独特的颜色而闻名。
松尾说:“从船上,我们可以看到周围的水域因氢氧化铁而呈现出明显的绿色光泽,就像我想象中的地球过去的样子。”。
其影响也超越了地球本身。虽然蓝色行星可能暗示银河系其他地方有潜在的水,但松尾认为天文学家可以考虑扩大它们的调色板。
他解释说:“遥感数据显示,富含氢氧化铁的水域,如萨图南群岛硫磺岛周围的水域,看起来比典型的蓝海明显更亮。”。“这让我们认为,绿色海洋可能从更远的距离可以观察到,使它们更容易被发现。”