Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole WHOI y la Universidad de Harvard puede ayudar a resolver una pregunta de larga data: cómo pequeñas cantidades de carbono orgánico quedan encerradas en rocas y sedimentos, evitando que se descomponga. Saber exactamentecómo ocurre ese proceso podría ayudar a explicar por qué la mezcla de gases en la atmósfera se ha mantenido estable durante tanto tiempo, dice el autor principal Jordon Hemingway, investigador postdoctoral en Harvard y ex alumno de WHOI. El periódico publica el 14 de junio en la revista Naturaleza .
dióxido de carbono atmosférico CO 2 , señala Hemingway, es una forma inorgánica de carbono.Las plantas, las algas y ciertos tipos de bacterias pueden extraer ese CO 2 fuera del aire, y úselo como bloque de construcción para azúcares, proteínas y otras moléculas en su cuerpo. El proceso, que ocurre durante la fotosíntesis, transforma el carbono inorgánico en una forma "orgánica", mientras libera oxígeno a la atmósferaLo contrario ocurre cuando esos organismos mueren: los microbios comienzan a descomponer sus cuerpos, consumiendo oxígeno y liberando CO 2 de nuevo en el aire
Una de las razones clave por las que la Tierra ha permanecido habitable es que este ciclo químico está ligeramente desequilibrado, dice Hemingway. Por alguna razón, un pequeño porcentaje de carbono orgánico no se descompone por microbios, sino que se mantiene bajo tierra durante millones de años.
"Si estuviera perfectamente equilibrado, todo el oxígeno libre en la atmósfera se usaría tan rápido como se creó", dice Hemingway. "Para que nos quede oxígeno para respirar, parte del carbono orgánico tiene queestar escondido donde no pueda descomponerse "
Con base en la evidencia existente, los investigadores han desarrollado dos posibles razones por las cuales el carbono se queda atrás. La primera, llamada "preservación selectiva", sugiere que algunas moléculas de carbono orgánico pueden ser difíciles de descomponer por los microorganismos, por lo que permanecen intactos en los sedimentos.una vez que todos los demás se han descompuesto. La segunda, llamada hipótesis de "protección mineral", establece que las moléculas de carbono orgánico pueden estar formando fuertes enlaces químicos con los minerales que los rodean, tan fuertes que las bacterias no pueden arrancarlos y"cometelos.
"Históricamente, ha sido difícil descubrir qué proceso es dominante. Las herramientas que tenemos para la geoquímica orgánica no han sido lo suficientemente sensibles", dice Hemingway. Para este estudio, recurrió a un método llamado "oxidación de la pirólisis en rampa"o RPO, para probar las hipótesis en muestras de sedimentos de todo el mundo. Con un horno especializado, aumentó constantemente la temperatura de cada muestra a casi 1000 grados centígrados y midió la cantidad de dióxido de carbono que liberaba a medida que se calentaba. CO 2 liberado a temperaturas más bajas representaba carbono con enlaces químicos relativamente débiles, mientras que el carbono liberado a altas temperaturas denotaba enlaces fuertes que necesitaban más energía para romperse. También midió la edad del CO 2 utilizando métodos de datación por carbono.
"Si las moléculas orgánicas se conservan debido a la selectividad, porque los microbios no pueden descomponerlas, esperaríamos ver un rango bastante estrecho de fuerza de unión en las muestras. Los microbios habrían descompuesto el resto, dejandosolo hay unos pocos tipos obstinados de carbono orgánico ", dice." Pero en realidad vimos que la diversidad de las fuerzas de unión crece en lugar de reducirse con el tiempo, lo que indica que se está preservando una amplia gama de tipos de carbono orgánico. Creemos que eso significa queestamos recibiendo protección de minerales a su alrededor "
Hemingway también vio un patrón en las propias muestras que respaldaba sus hallazgos. Las arcillas finas como las que se encuentran en las salidas de los ríos tenían una diversidad consistentemente más alta de enlaces de carbono que los sedimentos gruesos o arenosos, lo que sugiere que los sedimentos finos proporcionan más área de superficie en la que el carbono orgánicopodría adherirse.
"Si tomas, digamos, granito de New Hampshire y lo descomponen, obtendrás una especie de arena. Esos granos son relativamente grandes, por lo que no hay mucha superficie disponible para interactuar con la materia orgánica. Realmente necesitas biensedimentos creados a través de la intemperie química en la superficie, como arcillas de filosilicatos ", dice Valier Galy, biogeoquímico de WHOI y coautor del artículo.
Aunque este trabajo proporciona una fuerte evidencia de una hipótesis sobre otra, Hemingway y sus colegas se apresuran a notar que no proporciona una respuesta definitiva al rompecabezas del carbono orgánico. "Pudimos señalar el mecanismo por el cualse está preservando el carbono, pero no proporcionamos información sobre otros factores, como la sensibilidad a la temperatura en el medio ambiente, por ejemplo. Hay muchos otros factores a considerar. Este documento pretende ser una especie de punto de referencia para dirigir a los biogeoquímicos ensu investigación ", dice Galy.
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Materiales proporcionado por Institución Oceanográfica Woods Hole . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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