美拉德反應以其在食物褐變中的作用而聞名，也可能發生在海底，通過保存有機碳為地球上的生命做出貢獻。利茲大學的研究人員發現，這種反應有助於提高大氣中的氧氣含量並減少二氧化碳含量，為複雜的生命創造條件。這些發現也可能對管理氣候變化產生影響。

美拉德反應每年鎖住400 萬噸有機碳過程有助於穩定複雜生命進化的條件.用於使食物褐變並賦予其獨特氣味和味道的化學過程很可能發生在海洋深處，它幫助創造了生命所需的條件。該過程被稱為美拉德反應，以發現該反應的法國科學家命名，該過程將小分子有機碳轉化為較大分子，即聚合物。在廚房中，利用美拉德反應從糖中產生風味和香氣。利茲大學卡羅琳·皮科克教授領導的一個研究小組認為，在海底，美拉德反應發揮了更根本的作用。具體來說，它有助於提高大氣中的氧氣含量和減少二氧化碳含量，從而為地球上複雜生命形式的出現和繁衍創造條件。海洋中的有機碳主要來自微生物。當這些生物體死亡時，它們會沉入海底並被細菌吞噬。衰變過程使用氧氣並將二氧化碳釋放到海洋中，最終進入大氣中。科學家認為，近岸環境是大多數有機碳埋藏的地方。圖片來源：利茲大學由於美拉德反應，較小的分子轉化為較大的分子。這些較大的分子更難被微生物分解，並且可以在沉積物中儲存數万年（如果不是數百萬年）。科學家們將這種現象描述為“有機碳的保存”。有機碳在海底的長期儲存或保存對地球表面的發展狀況產生了重大影響。它限制了二氧化碳的釋放，讓更多的氧氣進入地球大氣層，並將過去4 億年來地球陸地表面變暖的變化限制在平均約5 攝氏度。奧利弗·摩爾博士。圖片來源：利茲大學

該研究的第一作者、利茲地球與環境學院生物地球化學研究員Oliver Moore 博士說：“早在1970 年代就有人提出美拉德反應可能發生在海洋沉積物中，但該過程人們認為速度太慢，無法影響地球上存在的條件。“我們的實驗表明，當海水中存在關鍵元素，即鐵和錳時，反應速率會提高數十倍。在地球漫長的歷史中，這可能有助於為複雜生命在地球上棲息創造必要的條件。”作為研究的一部分，科學家們模擬了有多少有機碳因美拉德反應而被鎖定在海底。他們估計，每年約有400 萬噸有機碳被鎖在海底。這相當於大約50 座倫敦塔橋的重量。為了驗證他們的理論，研究人員在實驗室中10攝氏度（即海底溫度）下觀察了簡單有機化合物與不同形式的鐵和錳混合時發生的變化。分析顯示，經過美拉德反應的實驗室樣本的“化學指紋”與從世界各地海底採集的沉積物樣本的“化學指紋”相匹配。這種“指紋”分析是在英國牛津郡的鑽石光源進行的，這是英國的同步加速器，它產生強烈的光能光束，以揭示樣品的原子結構。Diamond Light Source 掃描X 射線顯微鏡光束線(I08-SXM) 首席光束線科學家Burkhard Kaulich 博士表示：“我們先進的I08-SXM 儀器具有高穩定性、高能量和光學分辨率，經過開發和優化，可用於幫助探測環境系統中發生的碳化學和反應。我們非常自豪能夠為更好地理解地球上複雜生命形式和氣候創造所涉及的基本化學過程做出貢獻。”來自利茲的皮科克教授說：“發現海洋中由鐵和錳製成的活性礦物有助於創造地球上生命進化所需的穩定條件，這是非常令人興奮的。”從更好地了解地球化學過程中汲取的經驗教訓可用於利用新方法來應對現代氣候變化。倫敦瑪麗女王大學環境科學家、該論文的作者之一詹姆斯·布拉德利博士表示：“了解影響沉積在海底的有機碳命運的複雜過程對於查明地球氣候如何變化至關重要。響應自然過程和人類活動，並幫助人類更好地管理氣候變化，因為碳捕獲技術的應用和長期成功依賴於碳以穩定的形式被鎖定，而不是轉化為二氧化碳。”