رنگ‌های مرموز اقیانوس‌ها

به گزارش ایسنا به نقل از لایوساینس، دریاها که در بیش‌تر تاریخ زمین در لباس‌های آبی رنگ خود درخشیده‌اند، در گذشته‌های دور به رنگی سبز و شاید به‌طور موقت بنفش درآمده‌اند. این تغییرات رنگی که در طی میلیاردها سال رخ داده، با شیمی آب و تأثیرات حیات در این اقیانوس‌ها ارتباطی نزدیک دارد. طبق تحقیقاتی که به‌تازگی توسط پژوهشگران ژاپنی منتشر شده است، اقیانوس‌های زمین در دوران آرکئن، یعنی بیش از سه میلیارد سال پیش، سبز بودند.

این مطالعه براساس شواهدی استوار است که نشان می‌دهد رنگ سبز موجود در آب‌های جزیره آتشفشانی ایووجیما در ژاپن که به دلیل اکسید آهن Fe(III) به‌وجود آمده، مشابه آن چیزی است که ممکن است در اقیانوس‌های اولیه زمین مشاهده می‌شد. جلبک‌های سبز - آبی که در این آب‌های سبز رنگ رشد می‌کنند، گواهی بر حضور چنین شرایطی در گذشته زمین هستند.

در آن دوران، زمین فاقد اکسیژن گازی بود و زندگی تنها به موجودات تک‌سلولی در اقیانوس‌ها محدود می‌شد. این موجودات، با استفاده از فتوسنتز بی‌هوازی و به‌کارگیری آهن به‌جای آب به‌عنوان منبع الکترون برای فتوسنتز، در یک اکوسیستم کاملاً متفاوت از آنچه که امروز می‌شناسیم، زندگی می‌کردند.

آهن در آن زمان به‌طور عمده به‌صورت آهن کاهش‌یافته (Fe²⁺) در آب دریا وجود داشت و در پی تکامل فتوسنتز، با حضور اکسیژن، آهن اکسید شده (Fe³⁺) در دریاها شکل گرفت. این تغییرات شیمیایی که طی میلیون‌ها سال ادامه داشت، باعث آزادسازی اکسیژن به جو و اقیانوس‌ها شد که نهایتاً به «رویداد بزرگ اکسایش» انجامید. این رویداد یکی از مهم‌ترین تحولات تاریخ زمین بود که باعث شد حیات پیچیده، همان‌طور که امروز می‌شناسیم، امکان‌پذیر شود.

در آن دوران، باکتری‌های سبز-آبی که امروزه به‌عنوان جلبک‌های سبز-آبی شناخته می‌شوند، در اقیانوس‌های سبز رنگ زمین به‌وجود آمدند. این جلبک‌ها به‌طور ویژه از رنگدانه‌هایی به نام فیکواریترابیلیلین (PEB) استفاده می‌کنند که آن‌ها را قادر می‌سازد در شرایط نوری سبز رشد کنند، شرایطی که شاید در آن زمان در اقیانوس‌ها به‌طور فراگیر وجود داشته باشد. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نیز نشان می‌دهند که اکسید شدن آهن در دریاها به‌طور هم‌زمان باعث ایجاد ذرات آهن اکسید شده می‌شد که سطح آب را به رنگ سبز درمی‌آورد.

با گذشت زمان و با ظهور فتوسنتز در اشکال پیچیده‌تر، اقیانوس‌ها به رنگ آبی تغییر کردند. اما این تغییر رنگ به‌طور دائم نخواهد بود. با افزایش سن خورشید، ابتدا تابش آن افزایش می‌یابد که منجر به تبخیر بیشتر آب‌ها و تابش شدیدتر اشعه فرابنفش می‌شود. این تغییرات به نفع باکتری‌های سولفور بنفش در اعماق اقیانوس‌ها خواهد بود که در شرایط کمبود اکسیژن زندگی می‌کنند.

به همین ترتیب، اقیانوس‌های زمین ممکن است به رنگ‌های بنفش، قهوه‌ای یا سبز درآیند، به‌ویژه در مناطق ساحلی یا لایه‌بندی‌شده که غلظت‌های بالای سولفور یا آهن اکسید شده وجود دارد. این تغییرات نه تنها به دلیل تغییرات در شیمی آب، بلکه به‌دلیل تاثیرات اکوسیستم‌های میکروبی و گیاهی است که طی میلیون‌ها سال تکامل یافته‌اند.

در نهایت، خورشید به اندازه‌ای گسترش خواهد یافت که مدار زمین را در برگیرد و اقیانوس‌ها به‌طور کامل تبخیر خواهند شد. این تغییرات که براساس مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی به‌طور تدریجی و اجتناب‌ناپذیر رخ می‌دهند، نشان‌دهنده این حقیقت است که در دنیای طبیعی هیچ چیزی ثابت و دائمی نیست. به همین دلیل تغییرات در رنگ اقیانوس‌ها، همچون بسیاری از تحولات دیگر در تاریخ زمین، امری اجتناب‌ناپذیر به‌شمار می‌آید.