Um estudo da Universidade Northwestern revela que a ferrihydrite, um mineral de óxido de ferro comum, captura e armazena carbono de forma mais eficaz do que se compreendia anteriormente devido às suas cargas superficiais heterogêneas. Este mineral utiliza múltiplos mecanismos de ligação para reter moléculas orgânicas diversas, contribuindo para o papel do solo como um grande sumidouro de carbono. As descobertas explicam como os solos preservam vastas quantidades de carbono a longo prazo, auxiliando esforços climáticos.
Cientistas da Universidade Northwestern descobriram os segredos químicos por trás da capacidade da ferrihydrite de bloquear carbono nos solos. Este mineral de óxido de ferro, muitas vezes semelhante à ferrugem, apresenta uma superfície com um mosaico nanométrico de cargas positivas e negativas, permitindo que se ligue de forma segura a uma variedade de compostos orgânicos. A pesquisa, liderada por Ludmilla Aristilde, professora de engenharia civil e ambiental, examinou as interações da ferrihydrite com orgânicos do solo usando modelagem molecular, microscopia de força atômica e espectroscopia infravermelha. Apesar de sua carga positiva geral, a superfície do mineral inclui regiões de ambas as cargas, permitindo atrações a moléculas com propriedades negativas, positivas ou neutras. Por exemplo, aminoácidos carregados positivamente aderem a áreas negativas, enquanto os carregados negativamente ligam-se a regiões positivas. Ribonucleotídeos formam ligações elétricas iniciais que se fortalecem em ligações químicas com átomos de ferro, e açúcares conectam-se via ligações de hidrogênio. «Minerais de óxido de ferro são importantes para controlar a preservação a longo prazo de carbono orgânico em solos e sedimentos marinhos», disse Aristilde. Ela enfatizou que entender esses mecanismos é crucial para o ciclo global do carbono, pois impedem que a matéria orgânica se transforme em gases de efeito estufa. Os solos contêm cerca de 2.500 bilhões de toneladas de carbono, segundos apenas aos oceanos, com óxidos de ferro respondendo por mais de um terço desse armazenamento. A ferrihydrite, comum perto de raízes de plantas e em sedimentos ricos em orgânicos, desempenha assim um papel chave em manter o carbono subterrâneo por décadas ou séculos. O estudo, publicado em Environmental Science & Technology em 2025, fornece uma estrutura quantitativa para associações mineral-orgânico. Aristilde observou: «Está bem documentado que a carga geral da ferrihydrite é positiva em condições ambientais relevantes... Nosso trabalho ilustra que é a soma de cargas negativas e positivas distribuídas pela superfície.» Pesquisas futuras explorarão transformações pós-ligação, determinando quais compostos resistem à decomposição microbiana. Este trabalho, apoiado pelo Departamento de Energia dos EUA, destaca a adaptabilidade dos minerais na sequestração de carbono.
