Oceanele Pământului au fost cândva verzi. Dar din ce cauză?

Aproape trei sferturi din suprafața Pământului sunt acoperite de oceane, ceea ce face ca, privită din spațiu, planeta noastră să pară un mic punct albastru deschis. Dar oceanele Pământului au fost cândva verzi. De ce?

Cercetătorii japonezi au adus argumente conform cărora oceanele Pământului au fost cândva verzi.

• De ce neanderthalienii colecționau cranii cu coarne?
• Test de cultură generală. Ce alt drog a mai creat inventatorul aspirinei?

Acest studiu a fost publicat în revista Nature.

Evoluția fotosintezei

Această ipoteză are legătură cu chimia apelor din acea perioadă și cu evoluția fotosintezei. Profesorul Cédric M. John, de la Queen Mary University of London (Anglia) își amintește cum, ca student la geologie, a învățat despre importanța unui tip special de rocă (formațiunile de fier în benzi) care păstrează informații prețioase despre istoria planetei.

Aceste formațiuni de fier au fost depuse în eonii Arhean și Paleoproterozoic, adică acum între 3,8 și 1,8 miliarde de ani. Pe atunci, viața exista doar sub formă de organisme unicelulare în oceane, iar continentele erau niște peisaje sterile, formate din roci gri, maro sau negre.

Ploile cădeau peste aceste roci continentale și dizolvau fierul din ele, iar râurile transportau apoi fierul spre oceane. Fierul provenea și din activitatea vulcanică de pe fundul oceanic, un element esențial pentru evenimentele ulterioare.

În acea perioadă, atmosfera și oceanele Terrei nu conțineau oxigen gazos, însă tocmai atunci au apărut primele organisme capabile să producă energie din lumina soarelui. Aceste organisme realizau fotosinteză anaerobă, adică puteau efectua fotosinteza în lipsa oxigenului.

Un efect secundar important al acestui tip de fotosinteză era chiar eliberarea oxigenului, care se lega însă imediat de fierul dizolvat în apă. Abia după ce tot fierul a fost oxidat, oxigenul a început să se acumuleze și în atmosferă, spune prof. John, citat de Science Alert.

De ce oceanele Pământului au fost cândva verzi?

Acest proces a dus, în cele din urmă, la așa-numitul „mare eveniment de oxigenare”, un moment de cotitură în istoria planetei care a făcut posibilă apariția vieții complexe. În acest interval, depunerile de fier au început să alterneze: unele s-au format în absența oxigenului, altele, colorate în roșu, au rezultat din oxidarea fierului.

Noul studiu aduce în discuție un detaliu observat în apele din jurul insulei vulcanice Iwo Jima din Japonia: acestea au o nuanță verzuie, asociată cu un tip de fier oxidat, Fe(III). În aceste ape verzi prosperă algele albastre-verzi (care sunt, de fapt, bacterii primitive și nu alge adevărate).

În urmă cu miliarde de ani, strămoșii acestor bacterii s-au dezvoltat alături de alte bacterii care foloseau fierul dizolvat în loc de apă pentru fotosinteză, un semn clar al nivelului ridicat de fier din oceanele Arheanului.

Aceste bacterii utilizau pigmenți (în principal clorofilă) pentru a transforma CO₂ în zaharuri cu ajutorul luminii solare. Clorofila le dă plantelor culoarea verde, însă algele albastre-verzi aveau și un pigment suplimentar, ficoeitribilina (PEB), care le permitea să valorifice mai bine lumina verde.

Studiul arată că bacteriile modificate genetic care au PEB se dezvoltă mai bine în ape verzi. Înainte ca fotosinteza și oxigenul să devină dominante, oceanele Terrei erau bogate în fier redus (fier dizolvat în lipsa oxigenului). Odată ce fotosinteza a crescut nivelul oxigenului, fierul a oxidat, iar concentrația ridicată de particule de fier oxidat ar fi putut colora oceanele în verde.

Oceanele Pământului au fost cândva verzi datorită unor „alge”

Abia după ce tot fierul a fost oxidat, oxigenul a început să existe liber în oceane și atmosferă.

Un aspect important al studiului este că planetele care, văzute din spațiu, par a avea oceane verde-pal ar putea fi candidate bune pentru existența vieții bazate pe fotosinteză.

Schimbările în chimia oceanelor au fost lente, perioada Arheană a durat 1,5 miliarde de ani, mai mult de jumătate din istoria Terrei. În comparație, apariția și evoluția vieții complexe reprezintă doar o mică parte din istoria planetei.

Este foarte posibil ca, de-a lungul acestor miliarde de ani, culoarea oceanelor să se fi schimbat treptat sau chiar să fi oscilat. Acest lucru ar putea explica de ce algele albastre-verzi au dezvoltat ambii pigmenți fotosintetici: clorofila (eficientă în lumina albă) și PEB (avantajoasă în lumina verde).

Culoarea apelor este legată de evoluția vieții

Lecția oferită de acest studiu este că nuanța oceanelor este legată direct de chimia apei și de prezența vieții. Ne putem imagina oceane de alte culori fără să apelăm la science-fiction.

De exemplu, oceanele mov ar fi posibile pe Pământ dacă nivelul sulfului ar fi foarte ridicat, un fenomen legat de activitate vulcanică intensă și de lipsa oxigenului în atmosferă, condiții în care bacteriile mov sulfuroase ar prospera.

Oceanele roșii ar putea apărea în condiții tropicale extreme, când fierul oxidat se formează prin degradarea rocilor terestre și ajunge în ocean adus de râuri sau vânt. Sau dacă algele roșii, care produc „maree roșii”, ar deveni dominante la suprafața oceanului, fenomen întâlnit și astăzi în zonele costiere poluate.

Pe măsură ce soarele îmbătrânește, acesta va deveni mai luminos, ceea ce va duce la o evaporare mai intensă a apelor și la o creștere a radiațiilor UV. În astfel de condiții, bacteriile mov ar putea să trăiască în adâncurile lipsite de oxigen, iar zonele de coastă sau apele stratificate ar putea căpăta nuanțe de mov, maro sau verde.

În termeni geologici, nimic nu este permanent, iar schimbările în ceea ce privește culoarea oceanelor sunt inevitabile.

Vă recomandăm să citiți și:

Surpriza găsită de arheologi în fosila unei reptile marine, veche de 131 de milioane de ani

Un mare mister arheologic, posibil rezolvat! De ce au învățat strămoșii noștri să cioplească?

Un grup necunoscut de oameni a trăit în Sahara cu 7.000 de ani în urmă

O amplă așezare romană a fost descoperită dincolo de granițele Imperiului