長久以來，地球一直被認為是一顆藍色星球，這很大程度上是由覆蓋其四分之三表面的浩瀚海洋所塑造的。但如果情況并非如此，我們的海洋曾經是綠色的呢？《自然地質與演化》雜志發表的一項新研究提出了令人驚訝的結論。

研究表明，這種不尋常的色彩是由當時獨特的水化學和光合作用的進化所導致的。更耐人尋味的是，科學家們還提出了未來海洋顏色變化的可能性。

為了理解我們的海洋為何曾呈現綠色，名古屋大學的研究人員指出，大陸巖石中鐵元素的大量溶解是其原因。大約在38億至18億年前，也就是太古代時期，海洋中的生命還局限于單個細胞，雨水侵蝕了大陸巖石中的鐵元素。隨后，河流將這些溶解的鐵元素帶入海洋，并與從海底火山口噴出的亞鐵元素匯合。

這些富含鐵的條件引發了我們所知的大氧化事件，大約 24 億年前，世界從缺氧環境轉變為有氧環境。

在此期間，藍藻開始通過產氧光合作用產生氧氣，而這一過程會產生氧氣作為副產品。然而，與現代植物不同，早期藍藻并非僅依賴葉綠素。相反，它們還擁有一種名為藻紅蛋白（PEB）的色素，這種色素擅長吸收綠光。隨著這些藍藻的繁衍生息，它們向水體和大氣中釋放氧氣，從而引發了更復雜生命形式的進化。然而，研究人員渴望了解藍藻除了葉綠素之外還使用PEB的原因。

由松尾太郎 (Taro Matsuo) 領導的研究小組利用先進的模擬技術發現，在太古代時期，綠光占據了光譜的主導地位，這主要是由于一種稱為鐵沉淀的過程。

研究人員確定，增加的氧氣產量最終與鐵發生反應，使其從可溶的亞鐵轉變為不溶的三價鐵。由于三價鐵不溶，它會以鐵銹狀顆粒的形式沉淀下來。這種較重的鐵吸收了藍光，而紅光波長則被水吸收，只剩下綠光在水下占據主導地位。

“基因分析顯示，藍藻擁有一種名為藻紅蛋白的特殊藻膽蛋白，能夠有效吸收綠光，”松尾說。“我們認為，正是這種適應性讓它們能夠在富含鐵的綠色海洋中繁衍生息。”

現代對日本硫磺島火山島周圍的觀測自然呈現出綠色色調與氧化鐵有關，這也為該團隊的模擬提供了支持。

2023 年九州薩蘇南群島的硫磺島

此外，研究人員的理論模型表明，地球海洋在不同的環境條件下會呈現出完全不同的顏色。例如，如果硫含量增加，由于劇烈的火山活動和大氣中氧氣含量低，海洋可能會呈現紫色。

同樣，在強烈的熱帶氣候下，當巖石腐爛形成紅色氧化鐵，河流將其注入海洋時，海洋可能會呈現紅色。

該研究發表在《自然生態與進化》雜志上。