هل تحتوي مياه الأمطار على النيتروجين؟

يتكون أكثر من ثلاثة أرباع الغلاف الجوي للأرض من النيتروجين ، إلا أن أربعة مائة فقط من واحد بالمائة من كتلة المحيطات والغلاف الجوي وقشرة الأرض تتكون من النيتروجين. نظرًا لأن قطرات المطر تمر عبر الغلاف الجوي في طريقها إلى الأرض ، فإن مياه الأمطار تحتوي أيضًا على النيتروجين بكميات متفاوتة. على الرغم من أن النيتروجين ليس مكونًا رئيسيًا للمحيطات وكتل اليابسة ، إلا أنه عنصر أساسي لتكوين البروتينات في كل من النباتات والحيوانات. تقوم مياه الأمطار بالمهمة الحاسمة المتمثلة في نقل النيتروجين من السماء إلى التربة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

تحتوي مياه الأمطار على كميات صغيرة من النيتروجين على شكل غاز النيتروجين (N2) والأمونيوم (NH4) والنترات (NOx).

غاز النيتروجين هو جزيء ثنائي الذرة مستقر للغاية ولا يتفاعل بسهولة مع الذرات أو الجزيئات الأخرى. على سبيل المثال ، على الرغم من أن ثلاثة أرباع كل نفس تتنفسه تتكون من النيتروجين ، لا يتم استقلاب أي من ذلك في جسمك. وينطبق الشيء نفسه على جميع النباتات تقريبًا - فهي لا تستطيع أخذ النيتروجين مباشرة من الغلاف الجوي. في الواقع ، البقوليات التي يمكن أن تأخذ النيتروجين من الغلاف الجوي لا تفعل ذلك بشكل مباشر ، ولكن من خلال علاقة تكافلية مع البكتيريا "المثبتة للنيتروجين" في جذورها. "تتنفس" البكتيريا في النيتروجين وتحوله إلى مركبات تستطيع الجذور امتصاصها.

يعني الاستقرار الكيميائي للنيتروجين أن النيتروجين النقي لا يمتزج جيدًا بالماء. لكن مركبات النيتروجين ، مثل الأمونيوم والنترات ، تختلط مع الماء. إذا كانت مركبات النيتروجين موجودة في الهواء ، فيمكن أن تختلط بالماء وتنزل بمياه الأمطار. السؤال إذن ، كيف يمكن لجزيئات النيتروجين المستقرة أن تتحول إلى مركبات نيتروجين؟ الجواب هو أنه يتطلب طاقة. على سبيل المثال ، يوفر البرق طاقة كافية لتقسيم جزيئات النيتروجين وتحفيز تكوين النترات - جزيئات مع جزيئات النيتروجين والأكسجين. تعد البكتيريا وروث الحيوانات المتحللة ومحركات الاحتراق الداخلي أيضًا من مصادر الطاقة التي تنتج مركبات النيتروجين التي يمكن أن تنتهي في الغلاف الجوي.

وجدت دراسة أجريت عام 2004 عن التركيب الكيميائي لمياه الأمطار في 48 موقعًا في 31 ولاية وجود النترات في جميع العينات تقريبًا ، على الرغم من وجود درجة عالية من التباين في كل من الزمان والمكان. أظهرت العديد من الدراسات في التسعينيات أن المواقع على طول ساحل خليج المكسيك يمكن أن تتوقع الحصول على 18 رطلاً من الأمونيوم والنترات لكل فدان سنويًا من مياه الأمطار. هذا يمثل حوالي عُشر متطلبات النيتروجين النموذجية لزراعة المحاصيل.

نظرًا لأن مياه الأمطار تحتوي على النيتروجين في أشكال يمكن أن تمتصها النباتات ، وتحتاج النباتات إلى النيتروجين لتنمو ، فقد لاحظ المزارعون أن مياه الأمطار تحفز نمو النباتات أكثر من المياه من المصادر الأخرى. هذا جيد ، لأن المزارعين لا يحتاجون إلى استخدام الكثير من الأسمدة الاصطناعية. ومع ذلك ، في بعض الحالات تؤدي الأنشطة البشرية إلى زيادة النيتروجين في مياه الأمطار. هذا له تأثير على التخلص من التوازن في بعض النظم البيئية الهشة حيث بعض النباتات - عادة الطحالب - التي عادة ما تكون محدودة بسبب نقص النيتروجين لديها الآن ما يكفي من النيتروجين الإضافي من مياه الأمطار لخنق الآخرين الكائنات الحية.