Νέα μελέτη αποκαλύπτει: Oι ωκεανοί δεν ήταν πάντα μπλε – Τι χρώμα είχαν

Μια πρόσφατη μελέτη αποκάλυψε ότι οι πρώιμοι ωκεανοί της Γης, δεν ήταν μπλε αλλά μπορεί να ήταν έντονα πράσινοι λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε σίδηρο.

Η διαπίστωση αυτή, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Ecology & Evolution, όχι μόνο προσφέρει νέες πληροφορίες για το μακρινό παρελθόν του πλανήτη μας, αλλά θα μπορούσε επίσης να επηρεάσει την αναζήτηση ζωής σε άλλους κόσμους.

Σύμφωνα με την ομάδα με επικεφαλής τον Taro Matsuo, αυτή η πρασινωπή απόχρωση θα πρέπει να επικρατούσε για περισσότερα από 2 δισεκατομμύρια χρόνια, πολύ πριν οι ωκεανοί αποκτήσουν το χαρακτηριστικό μπλε χρώμα που είναι γνωστό σήμερα.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το φαινόμενο αυτό οφειλόταν στην αλληλεπίδραση μεταξύ του σιδηρούχου σιδήρου, που απελευθερωνόταν από τα συστήματα υδροθερμικών εκροών στους πρώιμους ωκεανούς, και του οξυγόνου που παρήγαγαν οι πρώιμες φωτοσυνθετικές μορφές ζωής.

Αυτή η χημική διαδικασία μετέτρεψε τον σιδηρούχο σίδηρο σε σιδηρούχο σίδηρο, μια αδιάλυτη ένωση που καθιζάνει από το νερό με τη μορφή σωματιδίων που μοιάζουν με σκουριά. Αυτά τα σωματίδια απορροφούσαν κυρίως το μπλε και το κόκκινο μήκος κύματος του φωτός, αφήνοντας το πράσινο φως να διαθλάται, δίνοντας στους ωκεανούς μια πρασινωπή όψη.

Η μελέτη αναδεικνύει επίσης τον κρίσιμο ρόλο των κυανοβακτηρίων, μικροσκοπικών οργανισμών που ήταν από τους πρώτους που πραγματοποίησαν οξυγονική φωτοσύνθεση. Αυτά τα βακτήρια, τα οποία εμφανίστηκαν πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, χρησιμοποίησαν μια εξειδικευμένη πρωτεΐνη που ονομάζεται φυκοερυθρίνη για να απορροφήσουν το πράσινο φως που επικρατεί στους πλούσιους σε σίδηρο ωκεανούς.

Όπως εξήγησε ο Matsuo, αυτή η προσαρμογή επέτρεψε στα κυανοβακτήρια να ευδοκιμήσουν σε ένα περιβάλλον που θα ήταν εχθρικό για άλλους οργανισμούς.

Η άνοδος των κυανοβακτηρίων σηματοδότησε την έναρξη ενός γεγονότος γνωστού ως Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης, το οποίο συνέβη πριν από περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το οξυγόνο άρχισε να συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα της Γης, με βαθιές συνέπειες για την εξέλιξη της ζωής στον πλανήτη.

Ωστόσο, το γιατί τα κυανοβακτήρια ανέπτυξαν την ικανότητα να συλλαμβάνουν το πράσινο φως παρέμενε μυστήριο μέχρι σήμερα. Η γενετική ανάλυση που διεξήγαγε η ομάδα του Matsuo υποδηλώνει ότι το χαρακτηριστικό αυτό ήταν μια άμεση απάντηση στις μοναδικές συνθήκες των πρώιμων πράσινων ωκεανών της Γης.

Για να καταλήξουν σε αυτά τα συμπεράσματα, οι ερευνητές διεξήγαγαν προηγμένες υπολογιστικές χημικές προσομοιώσεις που αναδημιούργησαν τις συνθήκες των ωκεανών κατά την Αρχαϊκή εποχή, μια περίοδο που εκτείνεται από 4 έως 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Αυτές οι προσομοιώσεις επέτρεψαν στην ομάδα να αναλύσει πώς το φάσμα του φωτός διαχέεται κάτω από το νερό σε ένα περιβάλλον πλούσιο σε σίδηρο. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι τα σωματίδια σιδήρου με σίδηρο θα άλλαζαν σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο το φως αλληλεπιδρούσε με το νερό, ευνοώντας τη διάθλαση του πράσινου φωτός.

Εκτός από τις προσομοιώσεις, η ομάδα διεξήγαγε μελέτες πεδίου στην Iwo Jima , μέρος του αρχιπελάγους Satsunan νοτιοδυτικά του Kyushu, Ιαπωνία. Τα νερά αυτής της περιοχής, γνωστά για τον χαρακτηριστικό πράσινο χρωματισμό τους λόγω της παρουσίας υδροξειδίων του σιδήρου, προσέφεραν ένα σύγχρονο παράδειγμα για το πώς μπορεί να έμοιαζαν οι πρώιμοι ωκεανοί.

Σύμφωνα με τον Matsuo, η παρατήρηση αυτών των υδάτων από ένα σκάφος ήταν μια σημαντική στιγμή στην έρευνά του, καθώς ταίριαζε με τις προβλέψεις των μοντέλων του.

Ο ίδιος ο Matsuo παραδέχτηκε ότι αρχικά ήταν επιφυλακτικός απέναντι στην υπόθεση του πράσινου ωκεανού. Όταν άρχισε να διερευνά την ιδέα το 2021, τη θεωρούσε απίθανη.

Ωστόσο, τα χρόνια της έρευνας και η ενσωμάτωση των γεωλογικών και βιολογικών γνώσεων τον οδήγησαν να αλλάξει γνώμη. «Ο σκεπτικισμός μου μετατράπηκε σε πεποίθηση» δήλωσε ο ερευνητής, τονίζοντας πώς τα κομμάτια του επιστημονικού παζλ άρχισαν να μπαίνουν στη θέση τους με την πάροδο του χρόνου.