地球の海が「青く」見える理由は、太陽光が水や大気で散乱・吸収される際に、主に青い光が残るためだとされています。

また、宇宙空間から見下ろした地球が淡い青に映るのも、空気中の分子によるレイリー散乱などが大きく関わっています。

そのため、私たちにとって“地球=青い惑星”というイメージは、ほぼ疑う余地のない常識になってきました。

しかし近年の研究によれば、地球が誕生してしばらくは大気に酸素が乏しく、海にも二価の鉄(Fe(II))が大量に溶けていた時期があるとされます。

特に、太古代(約40億~25億年前)から原生代前期(24億~16億年前)の時期にかけては、還元的な海洋環境が長く続いていた可能性が高いのです。

ところが、約30億年前ごろから、酸素を発生する光合成生物が徐々に広まり始めました。

彼らの活動によって海中の鉄は酸化され、三価の鉄(Fe(III))となって微粒子化し、海水中を漂うようになります。

こうした粒子は青や紫外線の波長を吸収しやすいため、海の奥深くには緑色光が届きやすい環境――いわゆる“緑の海”――が生じたのです。

さらに、緑の海で生きる生物の視点から見ると、クロロフィルだけでは十分に光を活用できません。

そこで登場するのが、シアノバクテリアが持つ「フィコビリン」という色素です。

フィコビリンは緑色光を吸収し、葉緑素に効率よくエネルギーを渡すための“大型アンテナ(フィコビリソーム)”を形成します。

もし太古代の海洋が緑色光中心の光環境だったのなら、フィコビリンを活用できる生物が有利に繁殖し、酸素の産生をさらに促していた可能性があるわけです。

縞状鉄鉱床(バンド鉄鉱層)と呼ばれる地層からは、「大量の鉄と酸素が反応して生成した」という痕跡がはっきりと読み取れるため、海水中で何らかの形で酸化が起きていたことが確かめられます。

こうした地質学的証拠や、シアノバクテリアの分子系統学的分析、さらに環境再現実験などを総合すると、「昔の海が緑色だった」という見方は、単なるロマンではなく非常に具体的なストーリーを持つ説得力ある仮説として浮上してきました。

古代海が緑色に見えた証拠

地球の海は何十億年もの間、実は緑色だった
地球の海は何十億年もの間、実は緑色だった / 薩南諸島硫⻩島の Sentinel-2 衛星の RGB 画像(左)、酸化鉄が含まれる海域の⽔深 5.5m の 放射スペクトルと⾊素のスペクトルの⽐較(中央)、測定海域における海の⾊(右). 中央図の⻘、 緑、橙、⾚はそれぞれクロロフィル、フィコエリスリン、フィコシアニン、アロフィコシアニンを 表し、実線と領域は⾊素タンパク質複合体とその吸収スペクトルの波⻑範囲/Credit:太古の昔、生命を育んだ海は「緑色」だった!? ~25億年前の地球と光合成生物の進化の解明~