En un primer momento, investigadores de la Universidad de California en Irvine, así como de la Universidad de Zurich en Suiza, IBM Research-Zurich y UC Santa Cruz, han obtenido imágenes directas de moléculas de carbono orgánico disuelto del océano, lo que permite un mejor análisisy caracterización de compuestos que juegan un papel importante en el cambio climático de la Tierra.
Utilizando una técnica de microscopía de fuerza atómica desarrollada por IBM, el equipo pudo visualizar átomos y enlaces individuales, dando pistas sobre su persistencia en el medio marino. Los hallazgos se publicaron hoy en la revista American Geophysical Union Cartas de investigación geofísica .
"Para comprender los procesos que ocurren en la escala de las cuencas oceánicas, a veces es necesario ver objetos que son mucho más pequeños", dijo la coautora del estudio, Ellen Druffel, profesora y Fred Kavli, Cátedra de Ciencias del Sistema Terrestre de la UCI ".Al ver con nuestros propios ojos los dobles enlaces y anillos de las moléculas de carbono orgánico disuelto, estamos mejor equipados para explicar cómo permanecen en el océano durante decenas de miles de años ".
Las moléculas que fueron fotografiadas fueron recolectadas por investigadores de UC Santa Cruz de las aguas en el norte del Océano Pacífico central.
La reserva marina de carbono orgánico disuelto, comparable en tamaño al CO atmosférico 2 depósito, es aproximadamente 200 veces mayor que la cantidad de carbono contenida en todas las plantas y animales del planeta. Debido a su complejidad, orígenes diversos y reacciones variadas a las condiciones ambientales, solo se ha caracterizado aproximadamente el 10 por ciento del DOC.
"Todavía estamos tratando de descubrir cómo la gran mayoría de esta sustancia se verá afectada por la adición continua de CO nuevo 2 por la quema de combustibles fósiles y por el aumento de las temperaturas debido al cambio climático global ", dijo el coautor Brett Walker, investigador asistente de la UCI en ciencias del sistema terrestre.
La mayor parte del DOC cerca de la superficie del océano se deriva de los restos de fitoplancton vivo recientemente. Sin embargo, la datación por radiocarbono del DOC en el océano profundo muestra que es mucho más antiguo de lo esperado, hasta por 4.500 años, lo que indica que una porciónde este DOC sobrevive múltiples ciclos de mezcla oceánica.
Los investigadores han sugerido que la estructura química de DOC es responsable de su resistencia en el medio ambiente, y a través de la técnica de microscopía de fuerza atómica, los científicos ahora pueden ver imágenes en el espacio real de los átomos unidos en estos compuestos. El equipo ha encontradoque las moléculas del océano profundo con frecuencia exhiben aromaticidad, lo que significa que son anillos planos de átomos que son muy estables y no se separan fácilmente.
"Estas visualizaciones a escala atómica ayudan a demostrar que la vejez de las pequeñas moléculas DOC en el océano profundo tiene que ver con su estructura química, que las bacterias no parecen utilizar", dijo Walker. "Este es un hallazgo crucial queayudar a los investigadores a comprender mejor el ciclo del carbono en los océanos y la salud general de los ambientes marinos de nuestro planeta ".
El trabajo fue financiado por la Universidad de Zurich, IBM Research-Zurich, la National Science Foundation y la American Chemical Society.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Irvine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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