近四分之三的地球被海洋覆盖,使地球看起来像个淡蓝色点从太空。
但是日本研究人员提出了一个令人信服的案例,即地球的海洋曾经是绿色的发表在自然。
地球的海洋可能在古老的过去看起来与众不同的原因是与它们的化学和光合作用的演变有关。作为一名地质本科生,我被教导了一种称为岩石矿床的重要性带状铁的形成在记录地球的历史时。
带状的铁层沉积在太古和古元古代eons,大致之间3.8亿和18亿几年前。当时的生命仅限于海洋中的一个细胞生物。大陆是灰色,棕色和黑色岩石和沉积物的贫瘠景观。
大陆岩石上的雨水溶解了铁,然后被河流带到海洋。铁的其他来源是海底的火山。这种铁将在以后变得重要。
古细菌是地球的大气和海洋没有气体氧的时期,也是第一个生物从阳光进化而来的生物。这些生物使用厌氧光合作用,这意味着它们可以在没有氧气的情况下进行光合作用。
它触发了重要的变化,因为厌氧光合作用的副产品是氧气。氧气与海水中的铁结合。一旦海水铁无法抵消氧气,氧气仅作为气体存在于大气中。
最终,早期的光合作用导致了“大氧化事件”,这是一个重大的生态转折点复杂的生活在地球上可能。它标志着从很大程度上没有氧气向海洋和大气中有大量氧气的过渡。
带状铁地层中不同颜色的“带”记录了这种移位,在没有氧气和红色氧化铁的情况下沉积铁的沉积物之间的交替。
绿海的案例
最近的报纸在古细胞中关于绿海洋的案例始于观察:日本火山岛上的硫磺岛周围的水与绿色色调有关一种氧化铁-Fe(III)的形式。蓝绿色藻类在岛上的绿色水域中壮成长。
尽管它们的名字是蓝绿色藻类是原始细菌,而不是真正的藻类。在古细菌中,现代蓝绿色藻类的祖先与其他使用铁铁代替水作为光合作用的电子来源的细菌一起演变。这表明海洋中的铁含量很高。

光合生物在其细胞中使用色素(主要是叶绿素),以使用太阳的能量转化为糖。叶绿素使植物绿色。蓝绿色藻类是奇特的,因为它们携带常见的叶绿素色素,但也称为第二种称为Phycoerythrobilin(PEB)的颜料。
在他们的论文中研究人员发现具有基因设计的现代蓝绿色藻类在绿色水域中生长更好。尽管叶绿素非常适合我们可见的光谱中的光合作用,但在绿灯条件下,Peb似乎是优越的。
在光合作用和氧气兴起之前,地球的海洋含有溶解的铁(铁在没有氧气的情况下沉积的铁)。
由大将eon中光合作用的兴起释放的氧,然后导致海水中的氧化铁。该论文的计算机模拟还发现,早期光合作用释放的氧气导致足够高的氧化铁颗粒使地表水变绿。
一旦将所有铁中的所有铁氧化了,地球的海洋和大气中就会存在游离氧(0₂)。因此,该研究的主要含义是苍白的点从太空观看的世界是良好的候选人行星,以享有早期光合作用的生活。
海洋化学的变化是逐渐的。古细时期持续了15亿年。这是地球历史的一半以上。相比之下,复杂生活的兴起和演变的整个历史代表了地球历史的八分之一。
几乎可以肯定的是,在此期间,海洋的颜色逐渐变化,并有可能振荡。这可以解释为什么蓝绿色藻类演变出两种形式的光合色素。叶绿素最适合白光,这是我们今天拥有的阳光类型。利用绿色和白光将是进化的优势。
海洋可以再次改变颜色吗?
最近的日本论文的教训是,我们的海洋颜色与水化学和生命的影响有关。我们可以想象不同的海洋色彩,而不会从科幻小说中借用太多。
如果硫的水平很高。这可能与大气中强烈的火山活动和低氧含量有关,这将导致主导地位紫色硫细菌。
在强烈的热带气候下,当红海在理论上也是可能的红氧化铁从土地上的岩石腐烂出来的形式,并通过河流或风将其带到海洋。或藻类链接到“红潮”来统治了地面海洋。
这些红藻在具有强烈浓度的肥料(如氮)的区域很常见。在现代海洋中,这往往发生在靠近下水道的海岸线。
随着我们的太阳的年龄,它将首先变得更明亮导致表面蒸发和强烈的紫外线增加。这可能有利于生活在没有氧气深水中的紫色硫细菌。
它将导致沿海或分层区域的更多紫色,棕色或绿色色调,随着浮游植物的下降,水中的蓝色较小。最终,随着太阳膨胀以涵盖地球的轨道,海洋将完全蒸发。
在地质时标,没有什么是永久的,因此我们海洋颜色的变化是不可避免的。
CédricM。John,环境与可持续性数据科学教授兼负责人,伦敦皇后玛丽大学