Процесс, известный как реакция Майяра (названный в честь французского ученого, который ее открыл), превращает небольшие молекулы органического углерода в более крупные, известные как полимеры. На кухне он используется для создания вкусов и ароматов из сахаров.

Но исследовательская группа во главе с профессором Кэролайн Пикок из Университета Лидса утверждает, что на морском дне этот процесс оказал более фундаментальное влияние, где он помог повысить содержание кислорода и снизить уровень углекислого газа в атмосфере, создав условия для для возникновения и процветания сложных форм жизни на Земле.

Источник органического углерода

Органический углерод в океанах в основном поступает из микроскопических живых организмов. После смерти, они опускаются на морское дно и поедаются бактериями. Этот процесс распада использует кислород и выделяет углекислый газ в океан, который в конечном итоге попадает в атмосферу.

В результате реакции Майяра более мелкие молекулы превращаются в более крупные. Микроорганизмам труднее их расщепить, а значит, они остаются в отложениях на десятки тысяч, если не миллионы лет. Ученые описывают это как "сохранение органического углерода".

Этот процесс оказал серьезное влияние на условия, сложившиеся на поверхности Земли. Он ограничил выброс углекислого газа, позволив большему количеству кислорода достичь атмосферы и уменьшил колебания нагревания поверхности Земли за последние 400 миллионов лет в среднем примерно до пяти градусов по Цельсию.

"Слишком медленно, чтобы иметь какое-либо влияние"

"Еще в 1970-х годах предполагалось, что реакция Майяра может происходить в морских отложениях, но этот процесс считался слишком медленным, чтобы повлиять на условия, существующие на Земле, — говорит Оливер Мур, первый автор исследования и научный сотрудник в области биогеохимии в Школе Земли и окружающей среды в Лидсе. — Наши эксперименты показали, что в присутствии ключевых элементов, а именно железа и марганца, которые содержатся в морской воде, скорость реакции увеличивается в десятки раз".

По его словам, это, возможно, помогло создать условия, необходимые для существования сложной жизни на Земле.

В рамках исследования ученые смоделировали, сколько органического углерода осталось на морском дне из-за реакции Майяра. По их оценкам, этот процесс приводит к удержанию около четырех миллионов тонн вещества. Это эквивалентно весу около 50 лондонских Тауэрских мостов.

Чтобы проверить свою теорию, исследователи посмотрели, что происходит с простыми органическими соединениями при смешивании с различными формами железа и марганца в лаборатории при температуре 10 градусов Цельсия.

Анализ показал, что "химический отпечаток" лабораторных материалов, подвергшихся реакции Майяра, совпадает с таковым в образцах донных отложений, взятых с морского дна по всему миру.

Уроки, извлеченные из лучшего понимания геохимических процессов на Земле, могут быть использованы для разработки новых подходов к решению проблемы современного изменения климата.

Доктор Джеймс Брэдли, ученый-эколог из Лондонского университета королевы Марии и один из авторов статьи, отмечает, что важно понимать сложные процессы, влияющие на органический углерод, который откладывается на морском дне. Это знание имеет решающее значение для точного определения того, как климат Земли меняется в результате как естественных процессов, так и деятельности человека.