المحيطات تكشف أسرارها.. دراسة علمية تفجر مفاجأة حول تغيير كبير أصاب المسطحات المائية

طالما شوهدت الكثير من الصور الخلابة للبحار وهي باللون الأزرق على الرغم من أنّ الماء شفاف وليس له ألوان، لكن ظهور اللون الأرزق للمياه له تفسير علمي يرتبط بالضوء الساقط على الماء.

المحيطات تكشف أسرارها

في دراسة علمية نُشرت في مجلة “نيتشر”، قدم باحثون يابانيون حُجة دامغة تُثبت أن المحيطات كانت خضراء اللون في الماضي. 

ووفقاً للباحثين يعود سبب اختلاف شكل محيطات الأرض في الماضي السحيق إلى تركيبها الكيمياوي وتطور عملية التمثيل الضوئي.

فيما أوضحوا أن ذلك حصل بعدما ترسبت تكوينات الحديد في الدهر الأركي والطلائعي القديم، أي ما بين 3.8 و1.8 مليار سنة تقريبا.

واقتصرت الحياة آنذاك على كائنات وحيدة الخلية في المحيطات، وكانت القارات أرضاً قاحلة مليئة بالصخور والرواسب الرمادية والبنية والسوداء.

أهمية الحديد

في الأثناء أذابت الأمطار المتساقطة على الصخور القارية الحديد، الذي حملته الأنهار إلى المحيطات، ومن المصادر الأخرى للحديد البراكين في قاع المحيطات إذ سيكتسب هذا الحديد أهمية لاحقاً.

وأجرى الباحثون الدراسة على المياه المحيطة بجزيرة إيو جيما البركانية اليابانية، والتي تتميز بلون أخضر مرتبط بنوع من الحديد المؤكسد، حيث تزدهر الطحالب الخضراء المزرقة في المياه الخضراء المحيطة بالجزيرة.

وعلى الرغم من اسمها، فإن الطحالب الخضراء المزرقة هي بكتيريا بدائية وليست طحالب حقيقية.

في الدهر الأركي، تطورت أسلاف الطحالب الخضراء المزرقة الحديثة جنباً إلى جنب مع بكتيريا أخرى تستخدم الحديد الثنائي بدلاً من الماء كمصدر للإلكترونات لعملية التمثيل الضوئي ما يشير هذا إلى ارتفاع مستويات الحديد في المحيط.

الكلوروفيل من أسرار المحيطات

في موازاة ذلك تستخدم الكائنات الحية التي تقوم بعملية البناء الضوئي أصباغاً (معظمها الكلوروفيل) في خلاياها لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى سكريات باستخدام طاقة الشمس.

في حين يُعطي الكلوروفيل النباتات لونها الأخضر، تتميز الطحالب الخضراء المزرقة بحملها لصبغة الكلوروفيل الشائعة، بالإضافة إلى صبغة ثانية تُسمى فيكوإريثروبيلين (PEB).

في بحثهم، وجد الباحثون أن الطحالب الخضراء المزرقة الحديثة المُعدّلة وراثياً باستخدام PEB تنمو بشكل أفضل في المياه الخضراء.

تأكسد الحديد أدى لظهور اللون الأخضر

وعلى الرغم من أن الكلوروفيل ممتاز لعملية التمثيل الضوئي في أطياف الضوء المرئي لنا، إلا أن PEB يبدو متفوقا في ظروف الضوء الأخضر.

وقبل ظهور عملية البناء الضوئي والأكسجين، احتوت محيطات الأرض على حديد مُختزل ذائب (حديد مُترسب في غياب الأكسجين).

إلى ذلك أدى الأكسجين المُنطلق من عملية البناء الضوئي في الدهر الأركي إلى تأكسد الحديد في مياه البحر.

كما وجدت عمليات المحاكاة الحاسوبية في البحث أن الأكسجين المُنطلق من عملية البناء الضوئي المبكرة أدى إلى تركيز عالٍ من جزيئات الحديد الأخضر المؤكسد بما يكفي لتحويل مياه السطح إلى اللون الأخضر.