Почему этот похожий на ржавчину минерал — один из лучших хранилищ углерода на Земле
Исследование раскрывает сложную химию ферригидрита, который с помощью наноразмерной мозаики зарядов и множества механизмов связывания эффективно улавливает углерод в почвах на десятилетия и даже века
Короткое резюме
Учёные из Северо-Западного университета обнаружили, что распространённый железооксидный минерал ферригидрит обладает уникальной способностью эффективно и надолго улавливать углерод в почвах. Его поверхность представляет собой наноразмерную мозаику из положительных и отрицательных зарядов, что позволяет связывать широкий спектр органических молекул.
В отличие от прежних представлений о простом электростатическом притяжении, ферригидрит использует несколько стратегий связывания одновременно: электростатическое притяжение, образование химических связей с атомами железа и водородные связи. Это позволяет ему взаимодействовать с органическими соединениями любой зарядовости — отрицательной, положительной или нейтральной, что объясняет его роль в долгосрочном сохранении более трети органического углерода в почвах.
Открытие даёт количественную основу для понимания того, почему некоторые органические молекулы остаются защищёнными в почвах, а другие разлагаются микробами с выделением CO₂. Это ключ к моделированию глобального углеродного цикла и оценке потенциала почв как гигантского резервуара углерода, способного смягчать изменение климата. Дальнейшие исследования будут направлены на изучение судьбы связанных молекул и их устойчивости к разложению.
Мозаичная поверхность
Поверхность ферригидрита неоднородна и состоит из наноразмерных областей с разными зарядами, что позволяет связывать молекулы с любой зарядовостью
Множественные механизмы связывания
Минерал использует не один, а несколько механизмов: электростатическое притяжение, химические связи с железом и водородные связи, обеспечивая прочное удержание
Ключевая роль в углеродном цикле
Железооксидные минералы связаны с сохранением более трети органического углерода в почвах, предотвращая его превращение в парниковые газы
Количественное объяснение долгосрочного хранения
Исследование впервые даёт количественную оценку механизмов, объясняющих, почему углерод может оставаться в почвах десятилетиями и веками
Текст сгенерирован с использованием ИИ
