تغییر رنگ اقیانوس‌ها از گذشته تا آینده

رنگ اقیانوس‌ها یکی از بارزترین ویژگی‌های سیاره زمین است؛ آن‌قدر که زمین را «سیاره آبی» می‌نامند. اما مطالعات جدید نشان می‌دهد که این رنگ همیشگی نیست. اقیانوس‌ها در گذشته رنگ سبز داشته‌اند و در آینده ممکن است به رنگ بنفش درآیند. این تغییرات نه‌تنها از لحاظ زیبایی‌شناسی قابل توجه هستند، بلکه نشان‌دهنده تغییرات عمیق در ساختار شیمیایی، زیستی و اقلیمی زمین نیز هستند. در این مقاله به بررسی دلایل علمی پشت این تغییرات رنگ پرداخته می‌شود.

رنگ سبز اقیانوس‌ها در گذشته

حدود ۲.۵ تا ۳.۵ میلیارد سال پیش، در دوران آرکئن، شرایط اقیانوس‌ها بسیار متفاوت از وضعیت کنونی بود. در آن زمان جو زمین تقریباً بدون اکسیژن بود و دریاها حاوی مقادیر زیادی آهن محلول (Fe²⁺) بودند. نور خورشید هنگام عبور از آب این نوع اقیانوس‌ها، در برخورد با آهن، بخش‌هایی از طیف نوری را جذب کرده و باعث می‌شد دریاها به رنگ سبز یا سبز مایل به قهوه‌ای دیده شوند.

همچنین موجودات میکروسکوپی فتوسنتزکننده مانند سیانوباکتری‌ها (جلبک‌های آبی-سبز) که کلروفیل داشتند، در این آب‌ها فراوان بودند و خود نیز رنگ آب را تحت تأثیر قرار می‌دادند. این دوره به عنوان مرحله اولیه حیات در زمین شناخته می‌شود.

گذار به رنگ آبی: ظهور اکسیژن و اقیانوس‌های مدرن

حدود ۲.۴ میلیارد سال پیش، زمین وارد دوره‌ای شد که از آن به عنوان رویداد بزرگ اکسیداسیون یاد می‌شود. در این دوران، فتوسنتز سیانوباکتری‌ها به قدری گسترده شد که شروع به تولید اکسیژن در مقیاس وسیع کرد. با افزایش اکسیژن، آهن محلول در آب با آن واکنش داد و به صورت اکسید آهن ته‌نشین شد. در نتیجه آب دریاها شفاف‌تر شد و ویژگی‌های نوری جدیدی به خود گرفت.

در آب‌های خالص، طول‌موج‌های بلندتر نور (مثل قرمز) بیشتر جذب می‌شوند و نور آبی با قدرت بیشتری بازتاب می‌یابد. این خاصیت باعث شد که رنگ آبی، رنگ غالب اقیانوس‌های کنونی شود. علاوه بر آن، وجود فیتوپلانکتون‌ها که نور را جذب کرده و اکسیژن تولید می‌کنند، بر شدت و کیفیت رنگ آبی اثر می‌گذارد.

آینده‌ای بنفش؟ پیش‌بینی تغییرات اقلیمی و زیستی

مدل‌های شبیه‌سازی شده توسط پژوهشگران نشان می‌دهد که اگر سطح اکسیژن در آب‌های اقیانوسی کاهش یافته و در مقابل میزان گوگرد افزایش یابد (مثلاً به دلیل فوران‌های آتشفشانی یا تغییرات اقلیمی شدید)، محیط برای رشد گونه‌هایی از باکتری‌های گوگردی بنفش مهیا می‌شود. این میکروارگانیسم‌ها می‌توانند رنگ آب را به شدت تحت تأثیر قرار دهند.

باکتری‌های گوگردی بنفش در شرایط بی‌هوازی و دارای گوگرد زندگی می‌کنند و نور را در طول‌موج‌های متفاوتی جذب و بازتاب می‌کنند که منجر به ظاهر شدن رنگ‌هایی مانند بنفش یا قهوه‌ای می‌شود. اگر این شرایط گسترش یابد، اقیانوس‌های زمین در آینده ممکن است رنگ کاملاً متفاوتی به خود بگیرند.

رنگ اقیانوس‌ها فقط یک پدیده بصری نیست، بلکه شاخصی مهم برای شرایط اکولوژیکی، شیمیایی و زیستی یک سیاره است. این تغییرات به ما کمک می‌کند تا:

• فرآیند تکامل حیات روی زمین را بهتر درک کنیم

• الگوهای تغییرات اقلیمی را پیش‌بینی و تحلیل کنیم

• در جستجوی نشانه‌های حیات در سیارات فراخورشیدی، رنگ آب‌ها و جو آن‌ها را تحلیل کنیم

برای مثال، سیاره‌ای که از دور به رنگ سبز یا بنفش دیده می‌شود، می‌تواند نشانه‌ای از وجود حیات میکروبی با ویژگی‌های متفاوت از زمین باشد. این یافته‌ها برای رشته‌هایی مانند اخترزیست‌شناسی اهمیت بالایی دارند.

مبع: Nature