Первое наноразмерное изображение почвы показывает «невероятное» разнообразие

Исследователи из Корнеллского университета впервые получили детальное изображение органического углерода в почве на наноуровне — в масштабе 50 нанометров. Используя метод рентгеновской спектромикроскопии на синхротроне NSLS в Брукхейвенской национальной лаборатории, ученые выявили невероятную химическую неоднородность почвенного гумуса на микроскопических расстояниях, в то время как общий состав образцов из разных частей света оставался схожим.

Это открытие, опубликованное в журнале Nature Geoscience, меняет представление о почвенном органическом веществе, которое ранее казалось однородной смесью. Знание точной структуры и состава углерода на наноуровне критически важно для понимания химических процессов разложения органики, циклов питательных веществ и, что особенно значимо, механизмов связывания углерода почвой, что напрямую связано с проблемой изменения климата.

«На наноуровне наблюдается невероятная неоднородность органического вещества в почве, — пояснил ведущий автор исследования Йоханнес Леманн. — Ни одно из этих соединений, которые можно увидеть, даже отдаленно не похоже на усредненный состав всей органической массы». Ученые смогли идентифицировать происхождение отдельных наночастиц, определив среди них продукты микробной жизнедеятельности и разложившиеся растительные остатки, а также установить закономерности их распределения, например, обнаружив частицы черного углерода в порах, а микробные продукты — на поверхности минералов.