اقیانوس‌های سبز باستانی: زمین میلیاردها سال پیش رنگ متفاوتی داشت

اگر میلیاردها سال پیش به زمین نگاه کنید ، ممکن است به جای نقطه کم آبی که امروز می شناسیم با سیاره سبز روبرو شده باشید. به گفته دانشمندان ، این احتمال وجود دارد که رنگ زمین برای مدت طولانی تاریخ کاملاً متفاوت باشد.

طبق مطالعات اخیر ، زمین دوره ای حدود 2 میلیارد سال پیش به 5 میلیون سال پیش سپرده است که می توان آن را “دوره سبز” نامید. در این دوره ، سیانوباکتری ها ، میکروارگانیسم هایی که فتوسنتز در اقیانوس ها رشد کرده و به تدریج جو زمین را با اکسیژن انجام می دهد. تاروت ماتسویک زیست شناس در دانشگاه ناگویا در ژاپن ، او می گوید“فتوسنتز این باکتری ها تأثیر معنی داری بر ترکیب جو و حتی ظاهر سیاره داشتند.”

سیانوباکترمانند گیاهان ، آنها نور خورشید را جذب می کنند و از آن برای تولید انرژی استفاده می کنند. در گیاهان این عمل عمدتاً با استفاده از رنگدانه کلروفیل یا این یک سبزی است که نور آبی و قرمز را جذب می کند و نور سبز را منعکس می کند. اما سیانوباکتری ها ، علاوه بر کلروفیل ، از رنگدانه هایی خوانده می شوند فیکوبیلین آنها از چراغ قرمز و سبز استفاده می کنند. دلیل استفاده از این رنگدانه های اضافی همان چیزی است که ماتسو و تیمش قصد مطالعه دارند.

شرایط زمین در دوران مرموز یا اولیه (بین 1 میلیارد دلار تا 1.5 میلیارد دلار قبل از آن) با امروز بسیار متفاوت بود. اقیانوس ها از نظر هیدروکسید آهن زیاد هستند ، ماده ای که نور آبی را جذب می کند. از طرف دیگر ، خود آب چراغ قرمز را جذب می کند. این بدان معنی است که آنچه باقی مانده عمدتاً چراغ سبز بود.

برای بررسی این فرضیه ، دانشمندان در شرایط مختلف نور سیانوباکتری ها را رشد می دهند. هنگامی که محیط آزمایشگاهی به عنوان دوره غالب نور سبز تنظیم شد ، گونه هایی که دارای رنگدانه سبز فیکوبیلین به نام “fibatiritrin” هستند بسیار سریعتر می شوند. بنابراین ، اکتشافات نشان می دهد که در گذشته این ویژگی احتمالاً یک مزیت تکاملی است و با انتخاب طبیعی حفظ می شود. تجزیه و تحلیل ژنتیکی نشان داده است که فیکوشیترول در اجداد سیانوباکتری های مدرن وجود دارد.

علاوه بر این ، دانشمندان برای تأیید یافته های خود در شرایط واقعی مطالعات را تکرار کرده اند. در نزدیکی جزیره Setson Ivo در جنوب ژاپن ، آب غنی در دهانه های گرمای زیر آب با آهن. طیف نوری غالب عمدتاً به عمق 1.5 متر سبز است. مطالعات میدانی نشان می دهد که در این عمق ، سیانوباکتری ها ، که از چراغ سبز برای فتوسنتز استفاده می کنند ، بسیار بالاتر از سطح آب هستند.

امروز زمین عمدتا از فضا آبی به نظر می رسد و این پدیده با روند “توزیع حمل و نقل راه آهندر این فرآیند ، امواج نوری توسط بسیاری از ذرات ریز در جو پراکنده می شوند و نور آبی که دارای طول موج کوتاه تر است ، پایین تر است. ماتسو توضیح می دهد: “با فرض اینکه امروز جو زمین مشابه بود ، رنگ سبز اقیانوس ها با تأثیر توزیع حمل و نقل ریلی ترکیب شده و در نهایت به رنگ بین آبی و سبز تبدیل شده است.”

ماتسو همچنین خاطرنشان می کند که در آن زمان بیشتر در زمان پوشیدن زمین با اقیانوس ها. این باعث می شود رنگ اقیانوس ها در ظاهر کلی کره زمین تأثیرگذار تر شوند.

امروزه بسیاری از محافل آب هنوز در تسلط چراغ سبز هستند. به عنوان مثال ، در سواحل کم ، ماده آلی زمین (مانند گیاهان مرده و زباله های حیوانات) نور آبی را جذب می کند و چراغ سبز را برای سیانوباکتری ها می گذارد تا از آن برای فتوسنتز استفاده کند.

بسیاری از مطالعات که به دنبال زندگی سیارات خارج از قطبی هستند به دنبال علائم اکسیژن در جو سیارات هستند ، زیرا اغلب نشانه فتوسنتز است. اما ماتسو اظهار داشت که اقیانوس های سبز نیز می توانند نشانه زندگی باشند. اگر سیاره ای با فضای خوب دارای اقیانوس هایی باشد که منعکس کننده نور سبز است ، ممکن است نشانه فعالیت فتوسنتزی باشد.

با این حال ، برخی از دانشمندان نظر متفاوتی دارند. حداقلزیست شناس در دانشگاه سیدنی معتقد است که چراغ سبز لزوماً نمی تواند دلیل تکامل برش ها (رنگدانه های جانبی فتوسنتز) باشد. وی توضیح می دهد: “سیانوباکتری ها نه تنها در آبهای اقیانوس و رودخانه یافت می شوند بلکه در خاک ها و زیستگاه های مختلف نیز زندگی می کنند.” باری گ گ حادثه »

چن همچنین خاطرنشان می کند که بازسازی ظاهر زمین پس از میلیاردها سال قبل از فضا یک چالش است. در حالی که داده های علمی سرنخ هایی را به ما می دهند ، هنوز عدم قطعیت های زیادی وجود دارد.

یافته های مطالعه در مجله طبیعت ارسال شده