Từ lâu, giới khoa học đã biết đất là một trong những bể chứa carbon lớn nhất của Trái Đất, chỉ đứng sau đại dương. Trong đó, các khoáng vật oxit sắt liên quan đến hơn một phần ba lượng carbon hữu cơ được lưu trữ. Tuy nhiên, cơ chế cụ thể giúp chúng “khóa chặt” carbon vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Environmental Science & Technology đã cung cấp lời giải chi tiết nhất từ trước đến nay.

Ảnh: scitechdaily.com

Nhóm nghiên cứu tập trung vào ferrihydrite – một khoáng vật oxit sắt phổ biến trong đất giàu vật chất hữu cơ và khu vực gần rễ cây. Kết quả cho thấy ferrihydrite không chỉ dựa vào một cơ chế duy nhất mà sử dụng đồng thời nhiều hình thức liên kết để giữ carbon. Dù tổng thể mang điện tích dương, bề mặt khoáng vật này lại bao gồm các vùng vi mô mang cả điện tích dương và âm, cho phép nó liên kết với nhiều loại phân tử hữu cơ khác nhau.

Bên cạnh lực hút tĩnh điện, ferrihydrite còn hình thành các liên kết hóa học mạnh với nguyên tử sắt và các liên kết hydro bền vững. Nhờ “bộ công cụ” liên kết đa dạng này, các hợp chất hữu cơ như axit amin, đường, axit thực vật hay ribonucleotide có thể bị giữ lại lâu dài trong đất, giảm khả năng bị vi sinh vật phân hủy thành CO₂.

Theo trưởng nhóm nghiên cứu Ludmilla Aristilde, việc hiểu rõ cách các khoáng vật oxit sắt giữ carbon là chìa khóa để làm rõ vai trò của đất trong chu trình carbon toàn cầu và dự báo tốt hơn diễn biến biến đổi khí hậu. Nghiên cứu cũng mở ra hướng tiếp cận mới trong việc mô hình hóa khả năng lưu trữ carbon tự nhiên của đất và đánh giá độ bền vững của các bể chứa carbon trên Trái Đất.

Trong thời gian tới, nhóm khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu số phận của các phân tử hữu cơ sau khi bám lên bề mặt khoáng vật, nhằm xác định liệu chúng sẽ bị phân hủy hay chuyển hóa thành các dạng ổn định hơn, có thể “bị chôn vùi” trong đất suốt nhiều thế hệ.

https://scitechdaily.com(nttvy)