科學家發現了地球海洋曾經是綠色的證據，暗示這可能是我們星球以及外星世界早期生命的標誌。想像一下世界海洋的美麗藍色。現在，想像一下同樣的海洋呈現綠色。日本名古屋大學的新研究顯示了這個有趣的可能性。松尾太郎領導的團隊發現證據表明，藍藻——進化過程中的關鍵參與者——曾經在綠色海洋中繁衍生息。他們的研究結果發表在《自然生態與演化》期刊。

這張照片是研究小組於2023 年在九州薩蘇南群島的硫磺島拍攝的。研究團隊測量了水下透射光譜、氧化鐵濃度和存在的藍藻種類。圖片來源：松尾太郎

這項研究揭示了大氧化事件期間的生命，大氧化事件是大約24 億年前的關鍵時期，當時藍藻開始進行產氧光合作用。透過利用陽光產生氧氣，這些微生物引發了地球大氣層的劇烈變化，最終促成了依賴氧氣的生命形式的發展。

如今，植物是氧氣產生的主要驅動力，它們依靠葉綠素色素來捕捉陽光。然而，早期的藍藻不僅使用葉綠素，還使用一種稱為藻膽素的額外色素，這種色素在它們的光收集系統中起著關鍵作用。研究小組試圖了解為什麼這些古老的生物進化到使用這兩種色素類型，這種適應性可能塑造了地球早期海洋的顏色和化學性質。

他們利用先進的模擬方法發現，太古代（40 億至25 億年前）的水下光譜因鐵沉澱而變成綠色。當時，地球海洋中含有大量亞鐵，這些亞鐵是由熱液噴口系統釋放出來的。大氧化事件改變了這種平衡，因為氧氣與鐵反應，將其從亞鐵變成了三價鐵。

三價鐵具有不同的特性，例如不溶解，導致其以鐵鏽狀顆粒的形式沉澱出來。這些富含鐵的顆粒的存在改變了能夠穿透水的光的波長。由於這些顆粒優先吸收藍光和紅光，因此主要透射的是綠光，導致水下環境以綠色為主。

「基因分析顯示，藍藻具有一種特殊的藻膽蛋白，稱為藻紅蛋白，能夠有效吸收綠光，」松尾說。 “我們認為，這種適應性讓它們能夠在富含鐵的綠色海洋中茁壯成長。”

松尾也認為，他的研究可能有助於尋找外太空生命。地球上的海洋呈現藍色是因為水吸收紅光並散射藍光；然而，太古代的綠色海洋可能由於鐵沉澱而有效地反射了綠光。因此，尋找綠色海洋可以作為遙遠星球上原始生命的標誌。

松尾對綠色海洋可能有助於尋找外星生命感到興奮。 「遙感數據顯示，富含氫氧化鐵的水域，例如薩蘇南群島硫磺島周圍的水域，看起來明顯比典型的藍色海洋更亮，」松尾說。 “這讓我們認為，綠色海洋可能可以從更遠的距離觀察到，因此更容易探測到。”

研究顯示地球表面環境與光合生物之間存在著複雜的平衡。研究結果表明，光合生命的出現導致了環境變化，進而促進了光合生物的進一步演化，顯示生命與地球往往是共同演化的。

松尾堅信，綠色海洋假說匯集了地球早期的發現。 「當我第一次想到海洋曾經是綠色的時候，那是在2021 年，我比其他任何人都更懷疑，」他說。 「但現在，經過多年的研究，隨著地質和生物學見解逐漸像拼圖碎片一樣拼湊在一起，我的懷疑已經變成了信念。”

「對我個人而言，一個重大的轉折點是2023 年我們在薩蘇南群島硫磺島的實地考察，」他補充道。 「從船上，我們可以看到周圍的海水因氫氧化鐵而呈現出明顯的綠色光澤，就像我想像中的地球曾經的樣子一樣。”

編譯自/ ScitechDaily