地球的海洋曾经是绿色的 接下来可能会变成紫色

研究表明，这种不寻常的色彩是由当时独特的水化学和光合作用的进化所导致的。更耐人寻味的是，科学家们还提出了未来海洋颜色变化的可能性。

为了理解我们的海洋为何曾呈现绿色，名古屋大学的研究人员指出，大陆岩石中铁元素的大量溶解是其原因。大约在38亿至18亿年前，也就是太古代时期，海洋中的生命还局限于单个细胞，雨水侵蚀了大陆岩石中的铁元素。随后，河流将这些溶解的铁元素带入海洋，并与从海底火山口喷出的亚铁元素汇合。

这些富含铁的条件引发了我们所知的大氧化事件，大约 24 亿年前，世界从缺氧环境转变为有氧环境。

在此期间，蓝藻开始通过产氧光合作用产生氧气，而这一过程会产生氧气作为副产品。然而，与现代植物不同，早期蓝藻并非仅依赖叶绿素。相反，它们还拥有一种名为藻红蛋白（PEB）的色素，这种色素擅长吸收绿光。随着这些蓝藻的繁衍生息，它们向水体和大气中释放氧气，从而引发了更复杂生命形式的进化。然而，研究人员渴望了解蓝藻除了叶绿素之外还使用PEB的原因。

由松尾太郎 (Taro Matsuo) 领导的研究小组利用先进的模拟技术发现，在太古代时期，绿光占据了光谱的主导地位，这主要是由于一种称为铁沉淀的过程。

研究人员确定，增加的氧气产量最终与铁发生反应，使其从可溶的亚铁转变为不溶的三价铁。由于三价铁不溶，它会以铁锈状颗粒的形式沉淀下来。这种较重的铁吸收了蓝光，而红光波长则被水吸收，只剩下绿光在水下占据主导地位。

“基因分析显示，蓝藻拥有一种名为藻红蛋白的特殊藻胆蛋白，能够有效吸收绿光，”松尾说。“我们认为，正是这种适应性让它们能够在富含铁的绿色海洋中繁衍生息。”

现代对日本硫磺岛火山岛周围的观测自然呈现出绿色色调与氧化铁有关，这也为该团队的模拟提供了支持。

2023 年九州萨苏南群岛的硫磺岛

此外，研究人员的理论模型表明，地球海洋在不同的环境条件下会呈现出完全不同的颜色。例如，如果硫含量增加，由于剧烈的火山活动和大气中氧气含量低，海洋可能会呈现紫色。

同样，在强烈的热带气候下，当岩石腐烂形成红色氧化铁，河流将其注入海洋时，海洋可能会呈现红色。

该研究发表在《自然生态与进化》杂志上。