كتب – باسل يوسف:
عندما ينظر رواد الفضاء إلى كوكبنا من الفضاء، يُطلقون عليه اسم “الكرة الزرقاء”. لكن هذا اللون المميز، الذي يعكس المحيطات الشاسعة والسماء المشمسة، قد يكون مظهرًا جديدًا نسبيًا. إذا تعمقنا أكثر في ماضي الأرض – منذ حوالي 2.5 إلى 4 مليارات سنة – قد نرى لونًا مختلفًا تمامًا.
يجادل العلماء الآن بأن محيطات الأرض كانت في يوم من الأيام تزهو باللون الأخضر، وليس الأزرق.
لم تكن هذه المياه الزمردية مجرد ظاهرة جيولوجية غريبة – بل كانت مهدًا للتطور، وخاصةً لواحد من أكثر الكائنات الحية تأثيرًا: البكتيريا الزرقاء.
تُعيد دراسة حديثة أجراها تارو ماتسو وفريقه في جامعة ناجويا، ونُشرت في مجلة Nature Ecology & Evolution، تصور المحيط الحيوي المبكر للأرض.
من خلال استكشاف كيفية تسرب الضوء تحت الماء عبر البحار الغنية بالحديد، يطرح الباحثون فرضية جريئة: تأثر تطور أنظمة التمثيل الضوئي للبكتيريا الزرقاء بشكل كبير بوجود الضوء الأخضر.
قد يُغير هذا المحيط الأخضر كيفية إدراكنا للحياة على الكواكب الأخرى، وكيفية رؤيتنا لبداياتنا.
قبل 4.5 مليار سنة، تشكلت الأرض من حطام كوني. استغرقت الحياة وقتًا طويلاً للظهور، حيث وصلت فقط منذ حوالي 3.7 مليار سنة.
قبل ظهور الخلايا الأولى، غطت المحيطات سطح الكوكب، لكن مظهرها اختلف اختلافًا كبيرًا عما نراه اليوم. ضخت الفتحات الحرارية المائية، التي انفجرت عبر قيعان المحيطات، الحديد المختزل – Fe(II) – في الماء، ما أدى إلى امتلاء البحار بالحديد.
حددت هذه التركيبة الكيميائية تفاعل المحيطات المبكرة مع ضوء الشمس. فمع انعدام الأكسجين في الغلاف الجوي ووفرة Fe(II)، افتقرت المحيطات إلى خاصية الانعكاس التي تتميز بها مياهنا الزرقاء اليوم.
لم يكن هناك أوزون يحجب الأشعة فوق البنفسجية، ولا نباتات برية تُغير الغلاف الجوي. بل كانت لهذه المحيطات المشبعة بالحديد علاقة غريبة بالضوء – علاقة تميل نحو اللون الأخضر.
مع ظهور البكتيريا الزرقاء، بدأ الأكسجين بالظهور في الماء. حوّل هذا الأكسجين الحديد الثلاثي إلى حديد ثلاثي غير قابل للذوبان، مُشكّلاً جزيئات تشبه الصدأ.
غرقت هذه الجزيئات ببطء لكنها لم تختفِ بسرعة. بل بقيت وأثرت على الضوء الذي تسرب إلى أعماق المحيط.
الضوء الأخضر ومسارات التطور
كان للحديد الثلاثي، المُعلق في الماء على شكل هيدروكسيد حديد ناعم، تأثير بصري قوي. فقد امتصّ الأطوال الموجية الحمراء والزرقاء، لكنه سمح بمرور الضوء الأخضر.
ونتيجةً لذلك، اكتسبت المحيطات نفسها لونًا أخضر. لو كان أحدٌ هناك لشهد ذلك، لرأى مياه الأرض تتوهج بلون الزمرد.
كان لبيئة الضوء الأخضر هذه عواقب وخيمة على الكائنات الحية التي تعيش فيها.
بدأت البكتيريا الزرقاء، الرائدة في عملية البناء الضوئي، بالتكيف. كانت تستخدم بالفعل الكلوروفيل أ، وهو صبغة تمتص الضوء الأحمر والأزرق. لكن تحت الضوء الأخضر، يُصبح الكلوروفيل أ أقل فعالية بكثير.
وللحفاظ على حياتها، طورت البكتيريا الزرقاء فيكوبيليسومات، وهي هياكل كبيرة تشبه قرون الاستشعار مليئة بأصباغ إضافية. من بين هذه الأصباغ، أثبت فيكوإريثروبيلين (PEB) أهميته البالغة.
يمتص الضوء الأخضر وينقل تلك الطاقة إلى الكلوروفيل أ لعملية البناء الضوئي. مكّنت هذه الهياكل البكتيريا الزرقاء من الهيمنة على المحيطات في بداياتها.
قال ماتسو في بيان: “كشف التحليل الجيني أن البكتيريا الزرقاء كانت تمتلك بروتين فيكوبيليسين متخصصًا يُسمى فيكوإريثروبيلين، يمتص الضوء الأخضر بكفاءة. نعتقد أن هذا التكيف سمح لها بالازدهار في المحيطات الخضراء الغنية بالحديد”.
لماذا تُعدّ محيطات الأرض الخضراء مهمة؟
تمتد آثار المحيطات الخضراء إلى ما وراء تاريخ الأرض، فهي تُعيد صياغة كيفية رصدنا للحياة على الكواكب الخارجية.
دأب علماء الفلك على البحث عن الكواكب الزرقاء، مُفترضين أن الماء يعكس هذا اللون. ولكن كما أظهر فريق ماتسو، فإن المحيطات الغنية بهيدروكسيد الحديد تبدو أكثر سطوعًا واخضرارًا من مسافة بعيدة.
وأوضح قائلًا: “تُظهر بيانات الاستشعار عن بُعد أن المياه الغنية بهيدروكسيد الحديد، مثل تلك المحيطة بجزيرة إيوو في أرخبيل ساتسونان، تبدو أكثر سطوعًا بشكل ملحوظ من المحيطات الزرقاء النموذجية. وهذا يدفعنا إلى الاعتقاد بأن المحيطات الخضراء قد تكون قابلة للرصد من مسافة أطول، ما يُسهّل رصدها”.
في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض، قد يوسع العلماء نطاق خياراتهم. قد يشير اللون الأخضر إلى محيطات تعجّ بالنشاط الميكروبي، وتشكّلها الكيمياء تمامًا كما كانت عليه الأرض سابقًا.
المصدر: Earth
اقرأ أيضا:
