Un processo chimico utilizzato nella doratura del cibo per conferirgli il suo odore e sapore distinto sta probabilmente avvenendo nelle profondità degli oceani, dove ha contribuito a creare le condizioni necessarie per la vita.
Conosciuta come la reazione di Maillard dal nome dello scienziato francese che l’ha scoperta, il processo converte piccole molecole di carbonio organico in molecole più grandi note come polimeri. In cucina viene utilizzato per creare sapori e aromi dagli zuccheri.
Ma un gruppo di ricerca guidato dalla professoressa Caroline Peacock dell’Università di Leeds sostiene che sul fondo del mare il processo ha avuto un effetto più fondamentale, dove ha contribuito ad aumentare l’ossigeno e ridurre i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera, per creare le condizioni affinché forme di vita complesse emergano e prosperino sulla Terra.
Fonte di carbonio organico
Il carbonio organico negli oceani proviene principalmente da organismi viventi microscopici. Quando questi organismi muoiono, affondano sul fondo del mare e vengono consumati dai batteri. Quel processo di decadimento utilizza ossigeno e rilascia anidride carbonica nell’oceano che alla fine finisce nell’atmosfera.
Come risultato della reazione di Maillard, le molecole più piccole vengono convertite in molecole più grandi. Quelle molecole più grandi sono più difficili da scomporre per i microrganismi e rimangono immagazzinate nel sedimento per decine di migliaia, se non milioni, di anni.
Gli scienziati lo descrivono come la “conservazione del carbonio organico”.
Lo stoccaggio o la conservazione a lungo termine del carbonio organico sul fondo del mare ha avuto conseguenze importanti per le condizioni che si sono sviluppate sulla superficie della Terra. Ha limitato il rilascio di anidride carbonica, consentendo a più ossigeno di raggiungere l’atmosfera terrestre e ha limitato la variazione del riscaldamento della superficie terrestre negli ultimi 400 milioni di anni a una media di circa cinque gradi Celsius.
“Troppo lento per avere un impatto”
Il dottor Oliver Moore, primo autore dello studio e ricercatore in biogeochimica presso la School of Earth and Environment di Leeds, ha dichiarato: “Negli anni ’70 era stato suggerito che la reazione di Maillard potesse verificarsi nei sedimenti marini, ma il processo era pensato per essere troppo lento per avere un impatto sulle condizioni che esistono sulla Terra.
“I nostri esperimenti hanno dimostrato che in presenza di elementi chiave, vale a dire ferro e manganese che si trovano nell’acqua di mare, la velocità di reazione è aumentata di decine di volte.
“Nel corso della lunga storia della Terra, questo potrebbe aver contribuito a creare le condizioni necessarie affinché la vita complessa possa abitare la Terra”.
Come parte dello studio, gli scienziati hanno modellato la quantità di carbonio organico che è stata bloccata nel fondo marino a causa della reazione di Maillard. Stimano che ogni anno circa 4 milioni di tonnellate di carbonio organico siano bloccate nel fondo marino. Questo è il peso equivalente di circa 50 London Tower Bridge.
Per testare la loro teoria, i ricercatori hanno osservato cosa accade ai composti organici semplici quando vengono mescolati con diverse forme di ferro e manganese in laboratorio a 10 gradi Celsius, la temperatura del fondo marino.
L’analisi ha rivelato che l'”impronta digitale chimica” dei campioni di laboratorio – che avevano subito la reazione di Maillard – corrispondeva a quella dei campioni di sedimenti prelevati dai fondali marini di tutto il mondo.
L’analisi delle “impronte digitali” è stata condotta presso il Diamond Light Source nell’Oxfordshire, il sincrotrone del Regno Unito che genera intensi fasci di energia luminosa per rivelare la struttura atomica dei campioni.
Il dott. Burkhard Kaulich, Principal Beamline Scientist della linea di luce per microscopia a raggi X a scansione (I08-SXM) presso Diamond Light Source, ha dichiarato: “La nostra strumentazione avanzata I08-SXM con la sua elevata stabilità, energia e risoluzione ottica è stata sviluppata e ottimizzata per aiutare la sonda chimica del carbonio e reazioni che avvengono nei sistemi ambientali.
“Siamo molto orgogliosi di aver potuto contribuire a una migliore comprensione dei processi chimici fondamentali coinvolti nella creazione di forme di vita complesse e del clima sulla Terra”.
Il professor Peacock, di Leeds, ha dichiarato: “È immensamente emozionante scoprire che i minerali reattivi come quelli prodotti dal ferro e dal manganese all’interno dell’oceano sono stati determinanti nel creare le condizioni stabili necessarie affinché la vita si sia evoluta sulla Terra”.
Le lezioni apprese da una migliore comprensione dei processi geochimici della Terra potrebbero essere utilizzate per sfruttare nuovi approcci per affrontare il cambiamento climatico moderno.
Il dottor James Bradley, uno scienziato ambientale presso la Queen Mary University di Londra e uno degli autori del documento, ha dichiarato: “Comprendere i complessi processi che influenzano il destino del carbonio organico che si deposita sul fondo del mare è fondamentale per individuare come cambia il clima della Terra in risposta sia ai processi naturali che all’attività umana, e aiutare l’umanità a gestire meglio il cambiamento climatico, poiché l’applicazione e il successo a lungo termine delle tecnologie di cattura del carbonio si basano sul fatto che il carbonio sia imprigionato in forme stabili piuttosto che essere trasformato in anidride carbonica”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
