Океанские воды вблизи японского острова Иводзима имеют характерный зеленоватый оттенок, что обусловлено высокой концентрацией в них окисленного железа. Источник металла – подводные вулканы, а его окисление происходит из-за жизнедеятельности местных микроорганизмов. Они приспособились к жизни в такой среде, а результаты моделирования исследователями из Университета Нагои показывают, что в прошлом данные процессы имели куда больший масштаб.

«Голубой планетой» Земля является лишь в узком историческом отрезке, из прошлого в будущее её цвет изменяется радикально. В науке есть понятие «великого окисления», которое произошло около 2,4 млрд лет назад, когда океан и атмосфера заполнились кислородом. Как следствие, изменились многие биохимические процессы на планете, что и дало толчок к зарождению новых форм жизни.

В период с 3,8 млрд до 1,8 млрд лет назад тектоническая и вулканическая активность спровоцировали насыщение вод двухвалентным железом. В реакции с кислородом оно становится трёхвалентным и оседает в виде хлопьев ржавчины, которые поглощают свет в синей части спектра. Вода поглощает свет в красном диапазоне, поэтому цианобактериям той эпохи оставалось всего ничего – использовать свет в зелёной волне, чтобы запустить процесс, аналогичный фотосинтезу.

Для выживания в той среде у бактерий появился белок фикоэритрин, который позволяет поглощать и использовать энергию зелёного света. Побочным продуктом этой жизнедеятельности является кислород. Получается взаимосвязанный процесс: активность бактерий увеличивала содержание в воде кислорода, что провоцировало окисление железа, и при этом создавало лучшие условия для существования самих бактерий. Попутно шло насыщение атмосферы кислородом, а океанские воды того времени имели характерный зелёный цвет.

Моделирование показывает, что вода на планете и живущие в ней микроорганизмы продолжают адаптироваться к происходящим природно-климатическим изменениям. Например, если по ряду причин в воде увеличится содержание серы и возникнет нехватка кислорода, вода океанов может окраситься в фиолетовый цвет; или стать багряной, если разом пробудятся несколько дремлющих супервулканов и начнётся массовый распад горных пород.