Mere end tre fjerdedele af jordens atmosfære består af kvælstof, men alligevel består kun fire hundrededele af en procent af massen af havene, atmosfæren og jordskorpen af kvælstof. Da regndråber passerer gennem atmosfæren på vej til jorden, indeholder regnvand også nitrogen i forskellige mængder. Selvom nitrogen ikke er en vigtig komponent i havene og landmasserne, er det et essentielt element til dannelse af proteiner i både planter og dyr. Regnvand udfører det kritiske job med at overføre nitrogen fra himlen til jorden.
TL; DR (for lang; ikke læst)
Regnvand indeholder små mængder nitrogen i form af nitrogen gas (N2), ammonium (NH4) og nitrater (NOx).
Kvælstofens kemi
Kvælstofgas er et meget stabilt to-atom-molekyle, der ikke let interagerer med andre atomer eller molekyler. Selvom tre fjerdedele af hvert åndedrag, du tager, for eksempel består af nitrogen, metaboliseres intet af din krop. Det samme gælder næsten alle planter - de kan ikke tage nitrogen direkte fra atmosfæren. Faktisk gør bælgplanter, der kan tage kvælstof fra atmosfæren, ikke det direkte, men gennem et symbiotisk forhold til "nitrogenfikserende" bakterier i deres rødder. Bakterierne "indånder" kvælstof og omdanner det til forbindelser, som rødderne kan absorbere.
Kvælstof og vand
Kælstofens kemiske stabilitet betyder, at rent kvælstof ikke blandes særlig godt med vand. Men nitrogenforbindelser, såsom ammonium og nitrater, blandes med vand. Hvis disse nitrogenforbindelser findes i luften, kan de blandes med vand og komme ned med regnvand. Spørgsmålet er så, hvordan kan stabile nitrogenmolekyler omdannes til nitrogenforbindelser? For eksempel giver lynet nok energi til at opdele nitrogenmolekyler og stimulere dannelsen af nitrater - molekyler med nitrogen- og iltmolekyler. Bakterier, nedbrydning af husdyrgødning og forbrændingsmotorer er også energikilder, der producerer kvælstofforbindelser, der kan ende i atmosfæren.
Kvælstof i regnvand |
En undersøgelse fra 2004 af den kemiske sammensætning af regnvand på 48 steder i 31 stater fandt nitrater i næsten alle prøver, skønt en høj grad af variation eksisterede både i tid og rum. Flere undersøgelser i 1990'erne viste, at placeringer langs kysten af Mexicogolfen kunne forvente at få 18 pund ammonium og nitrater pr. Acre pr. År fra regnvand. Det er omkring en tiendedel af typiske kvælstofbehov for dyrkning af afgrøder.
Det gode og det dårlige
Fordi regnvand indeholder nitrogen i former, som planter kan absorbere, og planter har brug for nitrogen for at vokse, har landmændene bemærket, at regnvand stimulerer mere plantevækst end vand fra andre kilder. Det er godt, da landmænd ikke behøver at anvende så meget kunstig gødning. I nogle tilfælde resulterer imidlertid menneskelige aktiviteter i et overskud af nitrogen i regnvand. Det har den virkning at kaste balancen i nogle skrøbelige økosystemer, hvor nogle planter - typisk alger - som normalt er begrænset af en mangel på nitrogen nu har nok ekstra kvælstof fra regnvand til at kvæle andre organismer.
Sidste artikelHvad er reaktanterne ved fotosyntesen?
Næste artikelRegnenes betydning for livet på jorden