Un estudio de la Universidad Northwestern revela que la ferrihydrite, un mineral de óxido de hierro común, captura y almacena carbono de manera más efectiva de lo entendido previamente gracias a sus cargas superficiales heterogéneas. Este mineral emplea múltiples mecanismos de enlace para retener diversas moléculas orgánicas, contribuyendo al rol del suelo como un importante sumidero de carbono. Los hallazgos explican cómo los suelos preservan grandes cantidades de carbono a largo plazo, apoyando los esfuerzos climáticos.
Científicos de la Universidad Northwestern han descubierto los secretos químicos detrás de la capacidad de la ferrihydrite para encerrar carbono en los suelos. Este mineral de óxido de hierro, que a menudo se asemeja al óxido, presenta una superficie con un mosaico nanométrico de cargas positivas y negativas, lo que le permite unir de forma segura una variedad de compuestos orgánicos. El estudio, dirigido por Ludmilla Aristilde, profesora de ingeniería civil y ambiental, examinó las interacciones de la ferrihydrite con orgánicos del suelo mediante modelado molecular, microscopía de fuerza atómica y espectroscopía infrarroja. A pesar de su carga positiva general, la superficie del mineral incluye regiones de ambas cargas, permitiendo atracciones a moléculas con propiedades negativas, positivas o neutras. Por ejemplo, los aminoácidos cargados positivamente se adhieren a áreas negativas, mientras que los cargados negativamente se unen a regiones positivas. Los ribonucleótidos forman enlaces eléctricos iniciales que se fortalecen en vínculos químicos con átomos de hierro, y los azúcares se conectan mediante enlaces de hidrógeno. «Los minerales de óxido de hierro son importantes para controlar la preservación a largo plazo del carbono orgánico en suelos y sedimentos marinos», dijo Aristilde. Enfatizó que comprender estos mecanismos es crucial para el ciclo global del carbono, ya que evitan que la materia orgánica se convierta en gases de efecto invernadero. Los suelos contienen alrededor de 2.500 millones de toneladas de carbono, solo superados por los océanos, con los óxidos de hierro representando más de un tercio de este almacenamiento. La ferrihydrite, común cerca de raíces de plantas y en sedimentos ricos en orgánicos, juega así un papel clave en mantener el carbono bajo tierra durante décadas o siglos. El estudio, publicado en Environmental Science & Technology en 2025, proporciona un marco cuantitativo para las asociaciones mineral-orgánico. Aristilde señaló: «Está bien documentado que la carga general de la ferrihydrite es positiva en condiciones ambientales relevantes... Nuestro trabajo ilustra que es la suma de cargas negativas y positivas distribuidas en la superficie». Investigaciones futuras explorarán transformaciones posteriores al enlace, determinando qué compuestos resisten la descomposición microbiana. Este trabajo, apoyado por el Departamento de Energía de EE.UU., destaca la adaptabilidad de los minerales en la captura de carbono.
