احتمال بنفش شدن اقیانوس‌ها در آینده
در مطالعه‌ای جدید محققان دریافته‌اند که اقیانوس‌های کره‌زمین زمانی سبز بوده‌اند
هفت صبح| قرن‌ها، زمین به عنوان سیاره‌ای آبی شناخته می‌شد، چشم‌اندازی که تا حد زیادی توسط اقیانوس‌های وسیعی که سه چهارم سطح آن را پوشانده‌اند، شکل گرفته است. اما اگر همیشه این‌طور نبوده باشد و اقیانوس‌های ما قبلاً سبز بوده باشند، چه؟ این ادعای شگفت‌انگیزی است که در یک مطالعه جدید منتشر شده در مجله «نیچر» مطرح شده است.
طبق تحقیقات، اقیانوس‌های میلیون‌ها سال قبل آبی نبوده‌اند بلکه سبز روشن بوده‌اند. این رنگ‌آمیزی غیرمعمول ناشی از شیمی منحصربه‌فرد آب در آن زمان و تکامل فتوسنتز بوده است. حتی جالب‌تر این که، دانشمندان احتمال تغییر رنگ اقیانوس‌های ما در آینده را نیز مطرح کرده‌اند.
در این تحقیق که بر دوران حیاتی تاریخ زمین یعنی آرکئن (نخست زیستی) تمرکز دارد، محققان دانشگاه ناگویا برای درک این که چگونه اقیانوس‌های ما زمانی به رنگ سبز بوده‌اند، به حل شدن بالای آهن از سنگ‌های قاره‌ای اشاره می‌کنند. تقریباً بین ۳.۸ تا ۱.۸ میلیارد سال پیش، در دوران آرکئن که حیات به سلول‌های منفرد در اقیانوس‌ها محدود می‌شد، بارندگی، آهن را از سنگ‌های قاره‌ای زدود.
رودخانه‌ها متعاقبا این آهن محلول را به دریاها حمل کردند و آهن اضافی که از دهانه‌های آتشفشانی در کف اقیانوس خارج می‌شد، به آن پیوست. این شرایط غنی از آهن، چیزی را که ما به‌عنوان رویداد بزرگ اکسیژنی می‌شناسیم، آغاز کرد. زمانی که جهان حدود ۲.۴ میلیارد سال پیش از یک محیط بی‌اکسیژن (کمبود اکسیژن) به یک محیط اکسیژن‌دار تغییر یافت.
در این دوره، سیانوباکتری‌ها از طریق فتوسنتز اکسیژن‌دار، فرآیندی که اکسیژن را به‌عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کند، شروع به تولید اکسیژن کردند. بااین‌حال، برخلاف گیاهان امروزی، سیانوباکتری‌های اولیه، تنها به کلروفیل متکی نبودند. در عوض، آنها دارای یک رنگدانه دوم به نام فیکواریتروبیلین (PEB) نیز بودند که در جذب نور سبز بسیار عالی عمل می‌کند. با رشد این سیانوباکتری‌ها، آنها اکسیژن را در آب و جو آزاد کردند و باعث تکامل اشکال پیچیده‌تر حیات شدند. اما محققان مشتاق بودند دلیل استفاده سیانوباکتری‌ها از پی.ای.بی در کنار کلروفیل را درک کنند.
این گروه تحقیقاتی به رهبری تارو ماتسوئو، با استفاده از شبیه‌سازی‌های پیشرفته، کشف کردند که نور سبز در طول دوران آرکئن بر طیف نور غالب بوده است که دلیل اصلی آن فرآیندی به نام رسوب آهن است. محققان دریافتند که افزایش تولید اکسیژن درنهایت با آهن واکنش داده و آن را از آهن محلول به آهن فریک نامحلول تبدیل کرده است. از آنجایی که آهن فریک نامحلول است، به صورت ذرات زنگ‌مانند رسوب می‌کند. این آهن سنگین، نور آبی را جذب می‌کند، در همین حال، طول موج قرمز توسط آب جذب می‌شود و نور سبز را در نمای زیر آب غالب می‌کند.
ماتسوئو گفت: «تجزیه و تحلیل ژنتیکی نشان داد که سیانوباکتری‌ها یک پروتئین فیکوبیلین تخصصی به نام فیکواریترین دارند که به طور موثر نور سبز را جذب می‌کند. ما معتقدیم که این سازگاری به آنها اجازه داده است تا در اقیانوس‌های سبز غنی از آهن رشد کنند.»تحقیقات مدرن در اطراف جزیره آتشفشانی ژاپنی ایوو جیما به طور طبیعی یک رنگ سبز مرتبط با آهن اکسید شده را نشان می‌دهد که از شبیه‌سازی‌های تیم نیز پشتیبانی می‌کند.
علاوه بر این، مدل‌های نظری محققان نشان می‌دهد که اقیانوس‌های زمین می‌توانند تحت شرایط محیطی متنوع، رنگ‌های کاملاً متفاوتی به خود بگیرند. برای مثال، اگر سطح گوگرد افزایش یابد، اقیانوس‌ها ممکن است به دلیل فعالیت شدید آتشفشانی و کمبود اکسیژن در جو، به رنگ بنفش دیده شوند. درسی که از مقاله اخیر ژاپنی گرفته شده این است که رنگ اقیانوس‌های ما با شیمی آب و تأثیر حیات مرتبط است. می‌توانیم بدون وام گرفتن زیاد از داستان‌های علمی تخیلی، رنگ‌های مختلف اقیانوس را تصور کنیم.
اگر سطح گوگرد بالا بود، اقیانوس‌های بنفش روی زمین امکان‌پذیر بودند. این می‌تواند به فعالیت شدید آتشفشانی و کمبود اکسیژن در جو مرتبط باشد که منجر به تسلط باکتری‌های گوگرد بنفش می‌شود.از نظر تئوری، اقیانوس‌های قرمز در آب و هوای گرمسیری شدید نیز امکان‌پذیر هستند، زمانی که آهن اکسید شده قرمز از پوسیدگی سنگ‌ها در خشکی تشکیل می‌شود و توسط رودخانه‌ها یا باد به اقیانوس‌ها منتقل می‌شود. یا اگر نوعی جلبک مرتبط با «رشد بی‌رویه جلبک قرمز» بر سطح اقیانوس‌ها مسلط شود.
اجتناب ناپذیری این تغییر
جلبک‌های قرمز در مناطقی با غلظت شدید کود مانند نیتروژن رایج هستند. در اقیانوس‌های امروزی، این اتفاق معمولاً در خط ساحلی نزدیک به فاضلاب‌ها رخ می‌دهد. با افزایش سن خورشید، ابتدا روشن‌تر می‌شود که منجر به افزایش تبخیر سطحی و تابش شدید اشعه ماوراء بنفش می‌شود. این ممکن است به نفع باکتری‌های گوگرد بنفش باشد که در آب‌های عمیق و بدون اکسیژن زندگی می‌کنند.
این امر منجر به رنگ‌های بنفش، قهوه‌ای یا سبز بیشتر در مناطق ساحلی یا لایه‌بندی شده و رنگ آبی پررنگ کمتر در آب با کاهش فیتوپلانکتون‌ها خواهد شد. در نهایت، با گسترش خورشید و احاطه کردن مدار زمین، اقیانوس‌ها کاملاً تبخیر خواهند شد. در مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی هیچ چیز دائمی نیست و بنابراین تغییرات در رنگ اقیانوس‌های ما اجتناب‌ناپذیر است.
