p Um novo estudo de pesquisadores da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) e da Harvard University pode ajudar a resolver uma questão de longa data - como pequenas quantidades de carbono orgânico ficam presas em rochas e sedimentos, impedindo-o de se decompor. Saber exatamente como esse processo ocorre poderia ajudar a explicar por que a mistura de gases na atmosfera permaneceu estável por tanto tempo, diz o autor principal Jordon Hemingway, pesquisador de pós-doutorado em Harvard e ex-aluno da WHOI. O jornal é publicado em 14 de junho na revista Natureza . p Dióxido de carbono atmosférico (CO2), Notas de Hemingway, é uma forma inorgânica de carbono. Plantas, algas, e certos tipos de bactérias podem retirar o CO2 do ar, e usá-lo como um bloco de construção para açúcares, proteínas, e outras moléculas em seu corpo. O processo, que ocorre durante a fotossíntese, transforma o carbono inorgânico em uma forma "orgânica", enquanto libera oxigênio na atmosfera. O inverso ocorre quando esses organismos morrem:os micróbios começam a decompor seus corpos, consumindo oxigênio e liberando CO2 de volta ao ar.

p Uma das principais razões pelas quais a Terra permaneceu habitável é que este ciclo químico é ligeiramente desequilibrado, Diz Hemingway. Por algum motivo, uma pequena porcentagem de carbono orgânico não é decomposta por micróbios, mas, em vez disso, permanece preservado no subsolo por milhões de anos.

p "Se fosse perfeitamente equilibrado, todo o oxigênio livre na atmosfera seria usado tão rapidamente quanto foi criado, "diz Hemingway." A fim de ter oxigênio para respirarmos, parte do carbono orgânico deve ser escondido onde não pode se decompor. "

p Com base em evidências existentes, pesquisadores desenvolveram duas razões possíveis pelas quais o carbono é deixado para trás. O primeiro, chamado de "preservação seletiva, "sugere que algumas moléculas de carbono orgânico podem ser difíceis para os microorganismos quebrarem, assim, eles permanecem intocados nos sedimentos, uma vez que todos os outros tenham se decomposto. O segundo, chamada de hipótese de "proteção mineral", afirma que as moléculas de carbono orgânico podem, em vez disso, estar formando fortes ligações químicas com os minerais ao seu redor - tão fortes que as bactérias não são capazes de retirá-las e "comê-las".

p "Historicamente, tem sido difícil descobrir qual processo é dominante. As ferramentas que temos para geoquímica orgânica não são sensíveis o suficiente, "diz Hemingway. Para este estudo, ele se voltou para um método chamado "oxidação de pirólise em rampa", ou RPO, para testar as hipóteses em amostras de sedimentos de todo o mundo. Com um forno especializado, ele aumentou constantemente a temperatura de cada amostra para quase 1000 graus Celsius, e mediu a quantidade de dióxido de carbono liberado à medida que aquecia. O CO2 liberado em temperaturas mais baixas representou o carbono com ligações químicas relativamente fracas, enquanto o carbono liberado em altas temperaturas denotou fortes ligações que levaram mais energia para serem quebradas. Ele também mediu a idade do CO2 usando métodos de datação por carbono.

p "Se as moléculas orgânicas estão sendo preservadas por causa da seletividade - porque os micróbios não são capazes de quebrá-las - esperaríamos ver uma faixa muito estreita de força de ligação nas amostras. Os micróbios teriam decomposto o resto, deixando apenas alguns tipos teimosos de carbono orgânico para trás, "ele diz." Mas nós realmente vimos que a diversidade de forças de ligação aumenta em vez de diminuir com o tempo, indicando que uma ampla gama de tipos de carbono orgânico estão sendo preservados. Achamos que isso significa que eles estão recebendo proteção dos minerais ao seu redor. "

p Hemingway também viu um padrão nas próprias amostras que corroborou suas descobertas. Argilas finas como as encontradas nas saídas de rios tinham uma diversidade consistentemente maior de ligações de carbono do que sedimentos grossos ou arenosos, sugerindo que sedimentos finos fornecem mais área de superfície na qual o carbono orgânico pode se prender.

p "If you take, say, granite from New Hampshire and break it down, you'll get a sort of sand. Those grains are relatively large, so there's not that much surface available to interact with organic matter. You really need fine sediments created via chemical weathering at the surface—things like phyllosilicate clays, " says Valier Galy, a biogeochemist at WHOI and co-author on the paper.

p Although this work provides strong evidence for one hypothesis over another, Hemingway and his colleagues are quick to note that it doesn't provide a definitive answer to the organic carbon puzzle. "We were able to put our finger on the mechanism by which carbon is being preserved, but we don't provide information about other factors, like sensitivity to temperature in the environment, por exemplo. There are a lot of other factors to consider. This paper is intended as a sort of waypoint to direct biogeochemists in their research, " says Galy.