地球的海洋可能不像今天这样一直是明亮的蓝色。事实上，可能曾有一段时间它们根本不是蓝色的。日本名古屋大学的研究人员表示，地球上最古老的海洋在超过20亿年的时间里都闪烁着绿色的光芒。这一发现不仅可能加深我们对地球遥远过去的理解，还可能帮助我们拓宽在银河系其他地方寻找生命的范围。
尽管地球本身在大约45亿年前就已凝聚成行星，但大多数估计认为，最早的生命形式的出现至少又过了8亿年。然而，尽管在那段时间里没有生命，这颗行星已经被广阔的海洋覆盖，海洋中点缀着释放大量亚铁离子到水中的热液喷口系统。
最早的蓝藻（如今常被称为藻类）出现在大约40亿年前，是第一批进行产氧光合作用的生物。现代植物在此过程中使用叶绿素，而古代蓝藻也通过其天线中的藻蓝蛋白收集太阳能。蓝藻的兴起最终引发了大约24亿年前被称为“大氧化事件”的时期。在此期间，氧气在大气中积累，进而对生命的进化产生了重大影响。但蓝藻为何需要这些藻蓝蛋白，多年来一直是研究人员的谜团。
名古屋大学的Taro Matsuo领导的一个团队最近在《Nature Ecology & Evolution》杂志上发表的一项研究中，探讨了一个可能的解释。通过先进的计算化学模拟，Matsuo的团队能够近似模拟出在地质年代的太古宙（40亿至25亿年前）时期，水下光波的扩散情况。他们确定，像蓝藻这样的生物产生的越来越多的氧气，最终与海洋中的铁元素发生反应，将其从亚铁离子转化为三价铁离子。
与亚铁离子不同，三价铁离子是不溶性的，这意味着它会以类似铁锈的颗粒形式从水中沉淀出来。这些古老的富铁海洋与光波的相互作用方式不同，三价铁离子颗粒主要吸收蓝光和红光，留下绿光折射到水中。根据Matsuo的团队的说法，这会使海洋在人眼看来呈现出更明显的绿色（如果那时人类已经存在的话）。因此，蓝藻继续进化出藻蓝蛋白，以便在穿过所有这些绿色光线时进行吸收。
“基因分析显示，蓝藻拥有一种特殊的藻蓝蛋白，称为藻红蛋白，能够有效地吸收绿光，”Matsuo在一份声明中说道。“我们认为，这种适应使它们能够在富含铁的绿色海洋中茁壮成长。”
Matsuo并非一开始就相信他的绿色海洋假说。当他在2021年首次开始思考这个问题时，他“首先持怀疑态度。”
“但现在，经过多年的研究，随着地质学和生物学见解逐渐像拼图一样契合，我的怀疑已经转变为确信。”
这次旅程中的一个重要时刻发生在2023年，当时他前往萨吐南群岛的硫磺岛进行实地考察。该地区位于九州西南，其海水以其独特的颜色而闻名。
“从船上，我们可以看到周围的海水由于氢氧化铁而呈现出明显的绿色闪光，这正是我想象中地球过去的样子，”Matsuo说。
这一发现的意义也超越了地球本身。虽然蓝色行星可能暗示着宇宙其他地方存在水，但Matsuo认为天文学家可以考虑扩大他们的颜色识别范围。
“遥感数据显示，富含氢氧化铁的水域，例如萨吐南群岛硫磺岛周围的水域，比典型的蓝色海洋显得更亮，”他解释道。“这让我们认为，绿色海洋可能更容易从更远的距离被观测到，也更容易被探测到。”
