Trái Đất từng có màu xanh lục, tương lai sẽ đổi màu tím?

Một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Ecology & Evolution chỉ ra bằng chứng cho thấy hầu hết bề mặt Trái Đất từng được bao phủ bởi đại dương màu xanh lục chứ không xanh như ngày nay.

Các hành tinh có sự sống sơ khai khác có thể cũng như vậy

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi TS Taro Matsuo từ Đại học Nagoya (Nhật Bản) cho rằng thời kỳ đại dương Trái Đất có màu xanh lục diễn ra trong liên đại Thái Cổ (Archaean).

Khi đó, tổ tiên của tảo lam - lục hiện đại đã tiến hóa cùng với các vi khuẩn khác sử dụng sắt (II) thay vì nước làm nguồn electron cho quá trình quang hợp. Điều này chỉ ra mức độ sắt cao trong đại dương.

Các sinh vật quang hợp thông qua sắc tố, chủ yếu là diệp lục. Tảo lam - lục đặc biệt vì chúng mang sắc tố diệp lục phổ biến, nhưng cũng có sắc tố thứ hai gọi là phycoerythrobilin (PEB). Tảo lam có PEB phát triển tốt hơn trong vùng nước màu xanh lục.

Trở lại quá khứ, khi quá trình quang hợp và oxy xuất hiện, các đại dương trên Trái Đất chứa sắt khử hòa tan, lắng đọng khi không có oxy.

Oxy được giải phóng bởi sự gia tăng quang hợp trong liên đại Thái Cổ khiến sắt bị oxy hóa trong nước biển, đổi thành màu xanh lục.

Khi tất cả sắt trong đại dương bị oxy hóa, oxy tự do sẽ ngập đầy đại dương và khí quyển, thức đẩy sự sống phức tạp hơn. Màu sắc của đại dương đã thay đổi dần dần trong giai đoạn này và có khả năng dao động.

Tảo lam - lục cũng tiến hóa theo hướng sử dụng cả 2 dạng sắc tố quang hợp nhằm tận dụng cả ánh sáng trắng và xanh lục. Diệp lục vốn phù hợp hơn với ánh sáng trắng.

Phân tích nghiên cứu này trên chuyên san khoa học The Conversation, GS Cédric M. John từ Đại học Queen Mary (Anh) cho biết đại dương của Trái Đất cũng có thể đổi sang các màu sắc khác.

Đại dương tím có thể tồn tại trên Trái Đất nếu nồng độ lưu huỳnh cao, liên quan đến hoạt động núi lửa mạnh và hàm lượng oxy thấp trong khí quyển, dẫn đến sự thống trị của vi khuẩn lưu huỳnh tím.

Phiên bản "Trái Đất tím" này thực tế hơn chúng ta tưởng. Nó có thể xảy ra trong vài tỉ năm tới, khi Mặt Trời già đi và bùng lên thành một sao khổng lồ đỏ trước khi sụp đổ.

Lúc đó, ngôi sao mẹ này sẽ sáng hơn, dẫn đến tăng bốc hơi bề mặt đại dương, tia UV cũng mạnh mẽ hơn. Một số dạng sống ngày nay có thể bị tiêu diệt, nhưng khuẩn lưu huỳnh tím sống ở vùng nước sâu không có oxy có thể trỗi dậy.

Về mặt lý thuyết, đại dương đỏ cũng có thể tồn tại trong điều kiện khí hậu nhiệt đới khắc nghiệt, khi sắt oxy hóa màu đỏ hình thành từ quá trình phân hủy đá trên đất liền, được sông hoặc gió mang đến đại dương.

Ngoài ra, GS John cho rằng các kết quả từ nghiên cứu của Nhật Bản cũng đem lại giá trị lớn cho lĩnh vực sinh học thiên văn: Những hành tinh chủ yếu mang màu xanh lục có thể là bản sao của Trái Đất liên đại Thái Cổ, nơi sự sống sơ khai đang trỗi dậy.