近四分之三的地球被海洋覆蓋,使地球看起來像個淡藍色點從太空。
但是日本研究人員提出了一個令人信服的案例,即地球的海洋曾經是綠色的發表在自然。
地球的海洋可能在古老的過去看起來與眾不同的原因是與它們的化學和光合作用的演變有關。作為一名地質本科生,我被教導了一種稱為岩石礦床的重要性帶狀鐵的形成在記錄地球的歷史時。
帶狀的鐵層沉積在太古和古元古代eons,大致之間3.8億和18億幾年前。當時的生命僅限於海洋中的一個細胞生物。大陸是灰色,棕色和黑色岩石和沈積物的貧瘠景觀。
大陸岩石上的雨水溶解了鐵,然後被河流帶到海洋。鐵的其他來源是海底的火山。這種鐵將在以後變得重要。
古細菌是地球的大氣和海洋沒有氣體氧的時期,也是第一個生物從陽光進化而來的生物。這些生物使用厭氧光合作用,這意味著它們可以在沒有氧氣的情況下進行光合作用。
它觸發了重要的變化,因為厭氧光合作用的副產品是氧氣。氧氣與海水中的鐵結合。一旦海水鐵無法抵消氧氣,氧氣僅作為氣體存在於大氣中。
最終,早期的光合作用導致了“大氧化事件”,這是一個重大的生態轉折點複雜的生活在地球上可能。它標誌著從很大程度上沒有氧氣向海洋和大氣中有大量氧氣的過渡。
帶狀鐵地層中不同顏色的“帶”記錄了這種移位,在沒有氧氣和紅色氧化鐵的情況下沉積鐵的沉積物之間的交替。
綠海的案例
最近的報紙在古細胞中關於綠海洋的案例始於觀察:日本火山島上的硫磺島周圍的水與綠色色調有關一種氧化鐵-Fe(III)的形式。藍綠色藻類在島上的綠色水域中壯成長。
儘管它們的名字是藍綠色藻類是原始細菌,而不是真正的藻類。在古細菌中,現代藍綠色藻類的祖先與其他使用鐵鐵代替水作為光合作用的電子來源的細菌一起演變。這表明海洋中的鐵含量很高。

光合生物在其細胞中使用色素(主要是葉綠素),以使用太陽的能量轉化為糖。葉綠素使植物綠色。藍綠色藻類是奇特的,因為它們攜帶常見的葉綠素色素,但也稱為第二種稱為Phycoerythrobilin(PEB)的顏料。
在他們的論文中研究人員發現具有基因設計的現代藍綠色藻類在綠色水域中生長更好。儘管葉綠素非常適合我們可見的光譜中的光合作用,但在綠燈條件下,Peb似乎是優越的。
在光合作用和氧氣興起之前,地球的海洋含有溶解的鐵(鐵在沒有氧氣的情況下沉積的鐵)。
由大將eon中光合作用的興起釋放的氧,然後導致海水中的氧化鐵。該論文的計算機模擬還發現,早期光合作用釋放的氧氣導致足夠高的氧化鐵顆粒使地表水變綠。
一旦將所有鐵中的所有鐵氧化了,地球的海洋和大氣中就會存在游離氧(0₂)。因此,該研究的主要含義是蒼白的點從太空觀看的世界是良好的候選人行星,以享有早期光合作用的生活。
海洋化學的變化是逐漸的。古細時期持續了15億年。這是地球歷史的一半以上。相比之下,複雜生活的興起和演變的整個歷史代表了地球歷史的八分之一。
幾乎可以肯定的是,在此期間,海洋的顏色逐漸變化,並有可能振盪。這可以解釋為什麼藍綠色藻類演變出兩種形式的光合色素。葉綠素最適合白光,這是我們今天擁有的陽光類型。利用綠色和白光將是進化的優勢。
海洋可以再次改變顏色嗎?
最近的日本論文的教訓是,我們的海洋顏色與水化學和生命的影響有關。我們可以想像不同的海洋色彩,而不會從科幻小說中藉用太多。
如果硫的水平很高。這可能與大氣中強烈的火山活動和低氧含量有關,這將導致主導地位紫色硫細菌。
在強烈的熱帶氣候下,當紅海在理論上也是可能的紅氧化鐵從土地上的岩石腐爛出來的形式,並通過河流或風將其帶到海洋。或藻類鏈接到“紅潮”來統治了地面海洋。
這些紅藻在具有強烈濃度的肥料(如氮)的區域很常見。在現代海洋中,這往往發生在靠近下水道的海岸線。
隨著我們的太陽的年齡,它將首先變得更明亮導致表面蒸發和強烈的紫外線增加。這可能有利於生活在沒有氧氣深水中的紫色硫細菌。
它將導致沿海或分層區域的更多紫色,棕色或綠色色調,隨著浮游植物的下降,水中的藍色較小。最終,隨著太陽膨脹以涵蓋地球的軌道,海洋將完全蒸發。
在地質時標,沒有什麼是永久的,因此我們海洋顏色的變化是不可避免的。
CédricM。 John,環境與可持續性數據科學教授兼負責人,倫敦皇后瑪麗大學