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Um processo químico usado no escurecimento dos alimentos para dar-lhes cheiro e sabor distintos provavelmente está acontecendo nas profundezas dos oceanos, onde ajudou a criar as condições necessárias para a vida.
Conhecido como reação de Maillard em homenagem ao cientista francês que o descobriu, o processo converte pequenas moléculas de carbono orgânico em moléculas maiores conhecidas como polímeros. Na cozinha, é usado para criar sabores e aromas a partir dos açúcares.
Mas uma equipe de pesquisa liderada pela professora Caroline Peacock, da Universidade de Leeds, argumenta que no fundo do mar, o processo teve um efeito mais fundamental, onde ajudou a aumentar o oxigênio e reduzir os níveis de dióxido de carbono na atmosfera, para criar as condições para formas de vida complexas emergirem e prosperarem na Terra.
Fonte de carbono orgânico
O carbono orgânico nos oceanos vem principalmente de organismos vivos microscópicos. Quando esses organismos morrem, eles afundam no fundo do mar e são consumidos por bactérias. Esse processo de decomposição usa oxigênio e libera dióxido de carbono no oceano, que eventualmente acaba na atmosfera.
Como resultado da reação de Maillard, as moléculas menores são convertidas em moléculas maiores. Essas moléculas maiores são mais difíceis de quebrar por microorganismos e permanecem armazenadas no sedimento por dezenas de milhares – senão milhões – de anos.
Os cientistas descrevem isso como a “preservação do carbono orgânico”.
Esse armazenamento ou preservação a longo prazo de carbono orgânico no fundo do mar teve grandes consequências para as condições que se desenvolveram na superfície da Terra. Ele limitou a liberação de dióxido de carbono, permitindo que mais oxigênio chegasse à atmosfera da Terra e limitou a variação no aquecimento da superfície terrestre nos últimos 400 milhões de anos a uma média de cerca de cinco graus Celsius.
‘Demasiado lento para ter qualquer impacto’
Oliver Moore, primeiro autor do estudo e pesquisador em biogeoquímica na Escola de Terra e Meio Ambiente de Leeds, disse: “Foi sugerido na década de 1970 que a reação de Maillard poderia ocorrer em sedimentos marinhos, mas o processo foi pensado para ser muito lento para impactar as condições que existem na Terra.
“Nossos experimentos mostraram que, na presença de elementos-chave, como ferro e manganês, encontrados na água do mar, a taxa de reação aumenta dezenas de vezes.
“Ao longo da longa história da Terra, isso pode ter ajudado a criar as condições necessárias para a vida complexa habitar a Terra”.
Como parte do estudo, os cientistas modelaram quanto carbono orgânico foi preso no fundo do mar por causa da reação de Maillard. Eles estimam que isso resultou em cerca de 4 milhões de toneladas de carbono orgânico a cada ano sendo bloqueados no fundo do mar. Esse é o peso equivalente a cerca de 50 London Tower Bridges.
Para testar sua teoria, os pesquisadores observaram o que acontecia com compostos orgânicos simples quando misturados com diferentes formas de ferro e manganês em laboratório a 10 graus Celsius, a temperatura do fundo do mar.
A análise revelou que a “impressão digital química” das amostras de laboratório – que sofreram a reação de Maillard – correspondia às de amostras de sedimentos retiradas de locais do fundo do mar em todo o mundo.
Essa análise de “impressão digital” foi realizada no Diamond Light Source em Oxfordshire, o síncrotron do Reino Unido que gera feixes intensos de energia luminosa para revelar a estrutura atômica das amostras.
Burkhard Kaulich, principal cientista da linha de luz da linha de luz de microscopia de raios-X de varredura (I08-SXM) da Diamond Light Source, disse: “Nossa instrumentação avançada I08-SXM com alta estabilidade, energia e resolução óptica foi desenvolvida e otimizada para ajudar a sondar química do carbono e reações que ocorrem em sistemas ambientais.
“Estamos muito orgulhosos de poder contribuir para uma melhor compreensão dos processos químicos fundamentais envolvidos na criação de formas de vida complexas e clima na Terra”.
O professor Peacock, de Leeds, disse: “É imensamente emocionante descobrir que minerais reativos, como os feitos de ferro e manganês no oceano, foram fundamentais para criar as condições estáveis necessárias para a evolução da vida na Terra”.
As lições aprendidas com uma melhor compreensão dos processos geoquímicos da Terra podem ser usadas para aproveitar novas abordagens para lidar com as mudanças climáticas modernas.
James Bradley, cientista ambiental da Queen Mary University of London e um dos autores do artigo, disse: “Entender os processos complexos que afetam o destino do carbono orgânico que é depositado no fundo do mar é crucial para identificar como o clima da Terra muda em resposta aos processos naturais e à atividade humana e ajudando a humanidade a gerenciar melhor as mudanças climáticas, uma vez que a aplicação e o sucesso a longo prazo das tecnologias de captura de carbono dependem do carbono ser bloqueado em formas estáveis, em vez de ser transformado em dióxido de carbono”.
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