Согласно исследованию, эта необычная окраска была обусловлена уникальной химией воды того времени и эволюцией фотосинтеза.
Чтобы понять, как наши океаны могли когда-то быть окрашены в зеленый цвет, исследователи указывают на высокую степень растворения железа из континентальных пород. Примерно между 3,8 и 1,8 млрд лет назад, во время архейского эона, когда жизнь была ограничена отдельными клетками в океанах, дожди вымывали железо из континентальных пород. Впоследствии реки переносили это растворенное железо в моря, где к нему присоединялось дополнительное железо, выброшенное из вулканических жерл на дне океана, пишет Newatlas.
Эти богатые железом условия спровоцировали то, что мы называем Великим окислительным событием, – период, когда мир перешел от бескислородной (с недостатком кислорода) к кислородной среде, около 2,4 млрд лет назад.
В этот период цианобактерии начали вырабатывать кислород посредством оксигенного фотосинтеза, процесса, который генерирует кислород в качестве побочного продукта. Однако, в отличие от современных растений, ранние цианобактерии не полагались только на хлорофилл. Вместо этого они также обладали вторым пигментом, называемым фикоэритробилином (PEB), который отлично поглощает зеленый свет. По мере того, как эти цианобактерии процветали, они выделяли кислород в воду и атмосферу, вызывая эволюцию более сложных форм жизни. Но исследователи стремились понять причину, по которой цианобактерии использовали PEB вместе с хлорофиллом.
Исследовательская группа под руководством Таро Мацуо использовала передовые методы моделирования и обнаружила, что в архейский эон в спектре доминировал зеленый свет, что было обусловлено в первую очередь процессом, называемым осаждением железа.
Исследователи установили, что повышенное производство кислорода в конечном итоге вступило в реакцию с железом, изменив его из растворимого двухвалентного в нерастворимое трехвалентное железо. Поскольку трехвалентное железо нерастворимо, оно выпадает в осадок в виде частиц, похожих на ржавчину. Это тяжелое железо поглощало синий свет, в то время как красная длина волны поглощалась водой, оставляя зеленый свет доминировать в подводном виде.
"Генетический анализ показал, что у цианобактерий был специализированный фикобилиновый белок, называемый фикоэритрином, который эффективно поглощал зеленый свет. Мы считаем, что эта адаптация позволила им процветать в богатых железом зеленых океанах", – сказал Мацуо.
Современные наблюдения вокруг японского вулканического острова Иводзима демонстрируют естественный зеленый оттенок, связанный с окисленным железом, что также подтверждает расчеты команды.
Кроме того, теоретические модели исследователей предполагают, что океаны Земли могут принимать совершенно разные оттенки в зависимости от различных условий окружающей среды. Например, если уровень серы увеличится, океаны могут стать фиолетовыми из-за интенсивной вулканической активности и низкого содержания кислорода в атмосфере.
Аналогичным образом океаны могут мерцать красным в условиях интенсивного тропического климата, когда в результате распада горных пород образуются красные оксиды железа, а реки выносят их в океаны.
Ранее американские ученые пришли к выводу, что древний Марс был умеренной планетой, где в зависимости от сезона выпадали дожди и снег, а по поверхности текли ручьи и реки.