Nem volt mindig kék színű az óceán
Halványkék pötty – így látta a Voyager–1 űrszonda 1990-ben a Földet, amikor képet készített róla 6 milliárd kilométerről. Nem is csoda: a bolygó csaknem háromnegyedét víz borítja, az óceánok pedig köztudottan kékek. Egy friss japán kutatás szerint azonban nem mindig volt ez így.
A kutatók abból indultak ki, hogy a japán vulkáni eredetű Ivo Dzsima sziget körüli vizek zöldes árnyalatúak, ami az oxidált vas egy formájához kapcsolódik, írja a Science Alert. A szigetet körülvevő vizekben sok a cianobaktérium. Ezek ősei a neoarchaikumban más baktériumokkal együtt fejlődtek ki, amik vasat használtak a fotoszintézishez.
Nagyjából 3,8 és 1,8 milliárd évvel ezelőtt az élet az óceánok egysejtű organizmusaira korlátozódott. A kontinensek akkor még szürke, barna és fekete sziklák és üledékek kopár tájai voltak. A kontinentális sziklákra hulló eső lassan feloldotta a felszíni sávos vasképződményekben található vasat, amit a folyók az óceánokba szállítottak. Az óceánok fenekén működő vulkánok is adtak vasat a vízhez.
Ebben az időszakban a Föld légkörében és óceánjaiban nem volt gáz halmazállapotú oxigén, az első organizmusok anaerob fotoszintézist alkalmaztak, ami azt jelenti, hogy oxigén hiányában is képesek voltak fotoszintézisre. A légnemű oxigén csak akkor jelent meg a légkörben, amikor a tengervíz vastartalma azt már nem tudta megkötni.
A fotoszintézis végül a nagy oxigenizációs eseményhez vezetett, ami körülbelül 2,4 milliárd évvel ezelőtt történt, és drasztikus környezeti változást hozott. A folyamat során jelentősen megnőtt a Föld légkörének molekuláris oxigéntartalma. Míg korábban a vas-oxid és különböző szerves anyagok biztosították a szabad oxigén folyamatos megkötését, körülbelül 2,4 milliárd évvel ezelőttig ezen ásványok telítődtek és nem voltak képesek több oxigént megkötni. Ezzel megkezdődhetett az oxigén felgyülemlése a légkörben.
A fotoszintetizáló szervezetek pigmenteket, például klorofillt használnak a sejtjeikben ahhoz, hogy a napfény segítségével a szén-dioxidot energiává alakítsák. A klorofill adja a növények zöld színét. A cianobaktériumok különlegesek, mert a klorofill mellett a fikoeritrobilin nevű pigmentet is hordozzák.
A japán kutatók azt találták, hogy a genetikailag módosított cianobaktériumok jobban növekednek a zöld vizekben. Bár a krolofill kiválóan alkalmas a fotoszintézisre, a fikoeritrobilin jobb megoldásnak tűnik zöld fényviszonyok között.
A kutatók kiemelték: az ősi időszakban a fotoszintézis során felszabaduló oxigén oxidált vasat hozott létre a tengervízben. A számítógépes szimulációk azt mutatták, hogy a korai fotoszintézis során a felszabaduló oxigén elég magas koncentrációban volt jelen az oxidált vasrészecskékben ahhoz, hogy a tengervíz zölddé változzon.
Fontos megjegyezni, hogy ez az időszak mintegy 1,5 milliárd évig tartott, ami a Föld történetének legalább fele. Összehasonlításképp: az összetett élet felemelkedésének és fejlődésének teljes időszaka a Föld történetének körülbelül egynyolcadát öleli fel. Az óceánok színe ebben az időszakban szinte biztosan fokozatosan változott. Ez megmagyarázhatja, hogy a cianobaktériumok miért fejlesztették ki a fotoszinetikus pigmentek mindkét fajtáját.
telex.hu