Обнаружен ключ к ускорению связывания углерода

Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Университета Южной Калифорнии (USC) обнаружили способ ускорить медленную часть химической реакции, которая в конечном итоге помогает планете безопасно связывать и захоранивать углекислый газ (CO₂) в океане. Исследователи выяснили, что простое добавление в смесь распространенного фермента карбоангидразы может ускорить этот лимитирующий скорость этап процесса в 500 раз.

Исследование важно, поскольку океан является основным резервуаром CO₂, содержащим примерно в 50 раз больше этого парникового газа, чем атмосфера. Помимо быстрого поглощения CO₂ поверхностными водами, существует второй, более медленный буферный процесс: подкисленные воды со временем достигают глубины, где могут реагировать с карбонатными отложениями (например, с раковинами планктона), нейтрализуя добавленный CO₂. Однако этот естественный процесс занимает десятки тысяч лет, а растущая кислотность уже сейчас угрожает коралловым рифам. Новое понимание механизма реакции открывает путь к потенциальному ускорению этого геохимического цикла.

«Хотя новая статья посвящена базовому химическому механизму, её значение в том, что мы могли бы лучше имитировать естественный процесс, который связывает углекислый газ в океане», — говорит ведущий автор Адам Субас. Исследователи использовали метод изотопного мечения (кальцит, обогащенный углеродом-13) и два спектрометрических метода для изучения растворения кальцита в морской воде на молекулярном уровне. Они установили, что медленным этапом является превращение CO₂ и воды в угольную кислоту. Добавление фермента карбоангидразы, участвующего в регуляции pH крови у животных, кардинально ускоряет эту реакцию. Как отметил профессор Джесс Адкинс: «Это один из тех редких моментов в карьере, когда ты просто думаешь: "Я только что открыл то, чего никто никогда не знал"».