Ученые из Университета Лидса выяснили, что химическая реакция, ответственная за запах и вкус жареной пищи и выпечки, вероятно, происходит глубоко в океанах. Миллионы лет назад она помогла создать условия, необходимые для сложных форм жизни, предположили ученые в статье, опубликованной в журнале Nature.
Основной источник органического углерода в океанах — микроскопические организмы. Когда они умирают, их тела опускаются на морское дно, а затем поедаются бактериями. При этом выделяется углекислый газ, который в конечном итоге попадает в атмосферу.
В процессе реакции Майяра мелкие молекулы превращаются в более крупные. Как выяснили ученые, эта реакция идет на дне океанов. Крупные молекулы труднее расщепить микроорганизмам, поэтому они остаются в донных отложениях на десятки тысяч или даже миллионы лет. В результате формируются запасы органического углерода.
Этот процесс имел серьезные последствия для условий, сложившихся на поверхности Земли. Он ограничил выброс углекислого газа, позволив большему количеству кислорода попадать в атмосферу Земли. Также благодаря этому колебания температуры земной поверхности за последние 400 миллионов лет составляли в среднем 5°C. Это позволило возникнуть и развиваться сложным формам жизни на Земле.
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. В новом исследовании ученые выяснили, что в присутствии железа и марганца, которые содержатся в морской воде, скорость реакции увеличивается в десятки раз. На протяжении долгой истории Земли это, возможно, помогло создать условия, необходимые для жизни.
По оценкам ученых, благодаря реакции Майяра около четырех миллионов тонн органического углерода ежегодно накапливается на морском дне.
Чтобы проверить свою теорию, исследователи оценили, что происходит с простыми органическими соединениями при смешивании с различными формами железа и марганца в лаборатории при температуре морского дна — около 10 °C.
Анализ на синхротроне для выявления атомной структуры образцов показал, что “химический отпечаток” лабораторных образцов совпадает с таковым в образцах донных отложений, взятых с морского дна по всему миру. Исследование позволит лучше понять геохимические процессы на Земле и сделает более эффективными технологии улавливания углерода, необходимые для борьбы с изменением климата.
Ранее ученые обнаружили странное свойство древних метеоритных кратеров.