Dawno temu Ziemia była zielona - naukowcy odkryli kolor starożytnych oceanów

Międzynarodowy zespół naukowców z Japonii, głównie z uniwersytetów w Nagoi i Kioto, dokonał fascynującego odkrycia dotyczącego wyglądu naszej planety w odległej przeszłości. Wyniki ich badań, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature Ecology & Evolution, sugerują, że przez większość swojej historii oceany Ziemi miały zielonkawy odcień, a nie charakterystyczny błękit, który znamy dzisiaj.

Badacze wykorzystali zaawansowane modelowanie komputerowe, uwzględniające różnorodne czynniki środowiskowe, aby odtworzyć warunki panujące w oceanach miliardy lat temu. W swoich symulacjach zespół oparł się na danych dotyczących składu chemicznego ówczesnej atmosfery i wód oceanicznych, co pozwoliło im określić, jak faktycznie wyglądała nasza planeta widziana z kosmosu.

Kluczowym elementem tych badań było zrozumienie, jak zmieniał się skład atmosfery na przestrzeni miliardów lat. Naukowcy ustalili, że w odległej przeszłości ziemska atmosfera zawierała znacznie więcej pary wodnej i dwutlenku węgla niż obecnie. Ten specyficzny skład miał dalekosiężne konsekwencje dla całego ekosystemu planety.

Zwiększona zawartość CO2 w atmosferze spowodowała zakwaszenie środowiska, co z kolei przyspieszyło procesy erozji gleby. W rezultacie tych procesów do oceanów przedostały się ogromne ilości żelaza, które w normalnych warunkach pozostałoby uwięzione w skałach. To właśnie obecność tego pierwiastka okazała się kluczowa dla określenia koloru ówczesnych oceanów.

W zależności od ładunku jonowego, żelazo rozpuszczone w wodzie morskiej może nadawać jej różne zabarwienie - od brązowego, przez szary, aż po zielony. Przeprowadzone symulacje wykazały, że w starożytnych oceanach żelazo występowało głównie w postaci jonów o potrójnym ładunku, co nadawało wodzie charakterystyczny zielonkawy odcień.

Mechanizm tego zjawiska jest fascynujący z punktu widzenia fizyki. Wodorotlenek żelaza pochłania niebieskie światło ze spektrum słonecznego, jednocześnie sama woda z natury pochłania czerwone fale świetlne. W rezultacie tego podwójnego filtrowania, jedynie zielone światło mogło swobodnie przenikać przez wodę i odbijać się z powrotem do atmosfery, nadając oceanom intensywny, szmaragdowy odcień.

Jak zauważają naukowcy, efekt ten był dodatkowo wzmacniany przez obecność sinic (cyjanobakterii) w wodzie. Te mikroskopijne organizmy, będące jednymi z pierwszych form życia na Ziemi wykorzystujących fotosyntezę, zawierają chlorofil, który przekształca światło słoneczne w energię. Chlorofil z natury pochłania czerwone i niebieskie światło, co jeszcze bardziej intensyfikowało zielony odcień oceanów.

Według japońskich naukowców, era "zielonych oceanów" trwała niezwykle długo - od około 3 miliardów do zaledwie 600 milionów lat temu. Co więcej, w tym okresie oceany zajmowały większą część powierzchni planety niż obecnie. Oznacza to, że gdyby hipotetyczny obserwator z kosmosu spojrzał wówczas na Ziemię, zobaczyłby głównie zieloną, a nie niebieską planetę, co całkowicie przeczy współczesnemu wizerunkowi naszego globu jako "błękitnej planety".

Fascynującym aspektem tego odkrycia jest również jego związek z ewolucją życia i atmosfery Ziemi. W okresie dominacji zielonych oceanów sinice wykorzystywały energię słoneczną do rozbijania cząsteczek wody na tlen i wodór w procesie fotosyntezy. Oba te gazy były uwalniane do atmosfery, co z czasem doprowadziło do tzw. Wielkiego Utlenienia - fundamentalnej zmiany w składzie atmosfery ziemskiej.

Wraz z upływem czasu zawartość tlenu w atmosferze stopniowo rosła. Ten reaktywny pierwiastek wchodził w reakcje z rozpuszczonym w wodzie morskiej żelazem, tworząc nierozpuszczalne związki, które opadały na dno oceanu. Proces ten, trwający setki milionów lat, doprowadził do stopniowego usuwania żelaza z wody morskiej, co spowodowało, że ocean zaczął przybierać charakterystyczny niebieski kolor, jaki znamy dzisiaj.

Odkrycie to ma ogromne znaczenie nie tylko dla naszego zrozumienia historii Ziemi, ale również dla poszukiwań życia na innych planetach. Kolor planety widziany z kosmosu może dostarczyć cennych wskazówek na temat procesów chemicznych i biologicznych zachodzących na jej powierzchni. Jeśli więc astronomowie zaobserwują odległą planetę o zielonkawym odcieniu, może to sugerować obecność procesów podobnych do tych, które zachodziły na wczesnej Ziemi.

Badanie japońskiego zespołu rzuca również nowe światło na historię ewolucji życia na naszej planecie. Długi okres dominacji zielonych oceanów zbiegł się z kluczowymi etapami rozwoju życia - od pojawienia się pierwszych komórek eukariotycznych, przez narodziny wielokomórkowości, aż po eksplozję kambryjską i pojawienie się pierwszych złożonych organizmów. Zrozumienie środowiska, w którym te przełomowe wydarzenia miały miejsce, jest niezbędne dla pełnego obrazu ewolucji życia na Ziemi.