Дослідницька група зі Шведського університету Лінчепінг і Німецького центру Гельмгольца в Мюнхені виявила ключовий тип хімічної реакції, який може пояснити високу стійкість органічної матерії в річках і озерах до розкладу. Їхні результати були опубліковані у виданні Nature.
Норберт Херткорн, вчений-хімік, який колись працював у Мюнхенському університеті Гельмгольца і нині працює в університеті Лінчепінг, зазначив: «Це було святим Граалем у моїй галузі протягом десятиліть».
Розглянемо процес на прикладі листя, яке відпадає з дерева і розкладається. Від моменту падіння листа до його розкладання, він проходить через різні стадії: від впливу комах і мікроорганізмів до впливу сонячного світла та вологи, які прискорюють його розкладання. З часом, розкладене листя потрапляє до річок та озер.
Вчені змогли визначити, що в основі цього процесу лежить реакція, відома як окислювальна деароматизація, яка змінює тривимірну структуру біомолекул і активує серію наступних реакцій, утворюючи мільйони складних молекул.
Це відкриття дозволило науковцям використовувати ядерний магнітний резонанс для аналізу цих складних молекул, що дало змогу детальніше зрозуміти хімічні процеси, які відбуваються у розчиненій органічній матерії.
За словами Девіда Баствікена, професора зміни навколишнього середовища, це дослідження має важливе значення для розуміння циклів вуглецю на Землі, оскільки воно пояснює механізми затримки вуглецю у формі органічної речовини, зменшуючи його повернення в атмосферу у вигляді газів.
Читайте також: Неподалік Землі виявили “живу” планету
Це відкриття дозволяє науковцям більш точно прогнозувати механізми, через які органічний вуглець затримується в природних водоймах, замість того, щоб швидко випаровуватися чи розкладатися. Така затримка сприяє уповільненню процесів глобального потепління, адже зменшується кількість вуглекислого газу та метану, що викидаються в атмосферу.
Що стосується методології дослідження, вчені використовували проби з різних кліматичних зон, зокрема з приток Амазонки та шведських озер, щоб перевірити універсальність своїх висновків. Застосування ядерного магнітного резонансу дозволило не тільки визначити структуру розчинених органічних молекул, але й виявити, що незважаючи на різноманітність кліматичних умов, хімічний склад органічної речовини залишався стабільним.
Це спостереження підкреслює, що властивості органічної речовини в різних частинах світу мають подібні особливості, які можуть бути об’єднані під загальні принципи та закономірності. Це відкриває нові можливості для досліджень у галузі екології та зміни клімату, оскільки розуміння процесів, що впливають на збереження органічного вуглецю, є критичним для розробки ефективних стратегій управління навколишнім середовищем.
Читайте також: Інженер NASA заявив про відкриття нової сили у фізиці
За словами Сію Лі, науковця Центру Гельмгольца і керівника дослідження, успіх цього проекту також засвідчує важливість інновацій у наукових методах: «Наш підхід, який включає використання ядерного магнітного резонансу для глибокого дослідження молекулярної структури, відкриває нові перспективи для розуміння складних екологічних процесів».
Загалом, це дослідження не тільки вирішило давню загадку, але й заклало основу для подальших досліджень органічної речовини та її впливу на кліматичні зміни на планеті.
