Lautan bumi dulu hijau – dan suatu hari nanti bisa berubah ungu, kata para ilmuwan
Hampir tiga perempat dari Bumi ditutupi oleh lautan, membuat planet ini terlihat seperti a titik biru pucat dari luar angkasa. Tetapi para peneliti Jepang telah membuat kasus yang meyakinkan bahwa Bumi lautan dulunya hijau, dalam a Studi yang diterbitkan di Nature.
Alasan lautan bumi mungkin terlihat berbeda di masa lalu yang kuno adalah berkaitan dengan chemistry mereka dan evolusi fotosintesis. Sebagai mahasiswa sarjana geologi, saya diajari tentang pentingnya jenis setoran batu yang dikenal sebagai Formasi besi berpita Dalam merekam sejarah planet.
Terikat besi Formasi disimpan di Eons Archean dan Paleoproterozoikkira -kira di antara 3,8 dan 1,8 miliar bertahun -tahun yang lalu. Kehidupan saat itu terbatas pada satu organisme sel di lautan. Benua adalah lanskap tandus batu abu -abu, coklat dan hitam dan sedimen.
Hujan turun di batu -batuan kontinental yang dibubarkan yang kemudian dibawa ke lautan oleh sungai. Sumber besi lainnya adalah gunung berapi di dasar laut. Besi ini akan menjadi penting nanti.
Eon Archaean adalah saat ketika Atmosfer bumi dan lautan tidak memiliki oksigen gas, tetapi juga ketika organisme pertama yang menghasilkan energi dari sinar matahari berevolusi. Organisme ini menggunakan fotosintesis anaerob, yang berarti mereka dapat melakukan fotosintesis tanpa adanya oksigen.
Ini memicu perubahan penting sebagai produk sampingan dari fotosintesis anaerob adalah gas oksigen. Gas oksigen terikat pada besi di air laut. Oksigen hanya ada sebagai gas di atmosfer begitu besi air laut tidak dapat menetralkan tidak ada lagi oksigen.
Akhirnya, fotosintesis awal menyebabkan “Acara Oksidasi Hebat”titik balik ekologis utama yang membuat kehidupan yang kompleks di bumi yang memungkinkan. Ini menandai transisi dari tanah bebas oksigen yang sebagian besar menjadi satu dengan sejumlah besar oksigen di laut dan atmosfer.
“Pita” dari berbagai warna dalam formasi besi berpita merekam pergeseran ini dengan pergantian antara endapan zat besi yang diendapkan tanpa adanya oksigen dan besi teroksidasi merah.
Kasing Samudra Hijau
Kasing makalah baru -baru ini untuk lautan hijau di Eon Archaean dimulai dengan pengamatan: perairan di sekitar pulau vulkanik Jepang Iwo Jima memiliki rona kehijauan yang terkait dengan Suatu bentuk besi teroksidasi – Fe (III). Alga biru-hijau tumbuh subur di perairan hijau di sekitar pulau.
Terlepas dari namanya, ganggang biru-hijau adalah bakteri primitif dan bukan ganggang sejati. Dalam Eon Archaean, leluhur ganggang biru-hijau modern berevolusi bersama bakteri lain yang menggunakan besi besi alih-alih air sebagai sumber elektron untuk fotosintesis. Ini menunjuk ke tingkat tinggi besi di laut.
Organisme fotosintesis menggunakan pigmen (kebanyakan klorofil) dalam sel mereka untuk mengubah CO₂ menjadi gula menggunakan energi matahari. Klorofil memberi tanaman warna hijau. Alga biru-hijau aneh karena mereka membawa pigmen klorofil yang umum, tetapi juga pigmen kedua yang disebut phycoerytrobilin (PEB).
Di koran mereka, para peneliti menemukan bahwa alga biru-hijau modern yang direkayasa secara genetik dengan PEB tumbuh lebih baik di perairan hijau. Meskipun klorofil sangat bagus untuk fotosintesis dalam spektrum cahaya yang terlihat oleh kita, PEB tampaknya lebih unggul dalam kondisi lampu hijau.
Sebelum munculnya fotosintesis dan oksigen, lautan bumi mengandung zat besi yang dikurangi (zat besi yang diendapkan tanpa adanya oksigen). Oksigen yang dilepaskan oleh kebangkitan fotosintesis di EON Archean kemudian menyebabkan besi teroksidasi di air laut. Simulasi komputer kertas juga menemukan oksigen yang dilepaskan oleh fotosintesis awal menyebabkan konsentrasi partikel besi teroksidasi yang cukup tinggi untuk mengubah air permukaan menjadi hijau.
Setelah semua zat besi di lautan dioksidasi, oksigen bebas (0₂) ada di lautan dan atmosfer Bumi. Jadi implikasi utama dari penelitian ini adalah itu titik hijau pucat Dunia yang dilihat dari luar angkasa adalah planet kandidat yang baik untuk menampung kehidupan fotosintesis awal.
Terkait: 'Lubang hitam' misterius di Samudra Pasifik yang memicu rumor liar secara online
Perubahan kimia laut bertahap. Periode Archaean berlangsung 1,5 miliar tahun. Ini lebih dari setengah sejarah Bumi. Sebagai perbandingan, seluruh sejarah kebangkitan dan evolusi kehidupan yang kompleks mewakili tentang kedelapan sejarah Bumi.
Hampir pasti, warna lautan berubah secara bertahap selama periode ini dan berpotensi terosilasi. Ini bisa menjelaskan mengapa ganggang biru-hijau mengembangkan kedua bentuk pigmen fotosintesis. Klorofil adalah yang terbaik untuk cahaya putih yang merupakan jenis sinar matahari yang kita miliki saat ini. Mengambil keuntungan dari cahaya hijau dan putih akan menjadi keuntungan evolusi.
Bisakah lautan berubah warna lagi?
Pelajaran dari koran Jepang baru -baru ini adalah bahwa warna lautan kita terkait dengan kimia air dan pengaruh kehidupan. Kita dapat membayangkan warna laut yang berbeda tanpa meminjam terlalu banyak dari fiksi ilmiah.
Lautan ungu akan dimungkinkan di bumi jika Tingkat belerang tinggi. Ini dapat dikaitkan dengan aktivitas vulkanik yang intens dan kandungan oksigen rendah di atmosfer, yang akan mengarah pada dominasi Bakteri Sulfur Ungu.
Lautan merah juga secara teori dimungkinkan di bawah iklim tropis yang intens saat Besi teroksidasi merah Bentuk dari pembusukan batu di tanah dan dibawa ke lautan oleh sungai atau angin. Atau jika jenis ganggang Terkait dengan “pasang merah” datang untuk mendominasi lautan permukaan.
Alga merah ini umum di daerah dengan konsentrasi pupuk yang intens seperti nitrogen. Di lautan modern, ini cenderung terjadi Garis pantai dekat selokan.
Seiring bertambahnya usia matahari, itu akan terjadi pertama menjadi lebih cerah mengarah ke peningkatan penguapan permukaan dan cahaya UV yang intens. Ini mungkin mendukung bakteri sulfur ungu yang hidup di perairan dalam tanpa oksigen.
Ini akan menyebabkan lebih banyak warna ungu, coklat, atau hijau di daerah pesisir atau bertingkat, dengan warna biru yang lebih dalam dalam air karena penurunan fitoplankton. Akhirnya, lautan akan menguap sepenuhnya saat matahari mengembang untuk mencakup orbit Bumi.
Pada rentang waktu geologis tidak ada yang permanen dan perubahan warna lautan kita karena itu tidak bisa dihindari.
Artikel yang diedit ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca Artikel asli.
