Más de las tres cuartas partes de la atmósfera terrestre están formadas por nitrógeno, pero solo cuatro centésimas del uno por ciento de la masa de los océanos, la atmósfera y la corteza terrestre están compuestas de nitrógeno. Debido a que las gotas de lluvia atraviesan la atmósfera en su camino hacia el suelo, el agua de lluvia también contiene nitrógeno en cantidades variables. Aunque el nitrógeno no es un componente importante de los océanos y las masas terrestres, es un elemento esencial para la formación de proteínas tanto en plantas como en animales. El agua de lluvia realiza el trabajo fundamental de transferir nitrógeno del cielo al suelo.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
El agua de lluvia contiene pequeñas cantidades de nitrógeno en forma de gas nitrógeno (N2), amonio (NH4) y nitratos (NOx).
La química del nitrógeno
El gas nitrógeno es una molécula de dos átomos muy estable que no interactúa fácilmente con otros átomos o moléculas. Por ejemplo, aunque tres cuartas partes de cada respiración que tomas consiste en nitrógeno, tu cuerpo no metaboliza nada de eso. Lo mismo ocurre con casi todas las plantas: no pueden tomar nitrógeno directamente de la atmósfera. De hecho, las legumbres que pueden tomar nitrógeno de la atmósfera no lo hacen directamente, sino a través de una relación simbiótica con las bacterias "fijadoras de nitrógeno" en sus raíces. Las bacterias "respiran" nitrógeno y lo convierten en compuestos que las raíces pueden absorber.
Nitrógeno y agua
La estabilidad química del nitrógeno significa que el nitrógeno puro no se mezcla muy bien con el agua. Pero los compuestos nitrogenados, como el amonio y los nitratos, se mezclan con el agua. Si esos compuestos de nitrógeno existen en el aire, pueden mezclarse con el agua y descender con el agua de lluvia. La pregunta entonces es, ¿cómo pueden las moléculas de nitrógeno estables convertirse en compuestos de nitrógeno? La respuesta es que requiere energía. Por ejemplo, los rayos proporcionan suficiente energía para dividir las moléculas de nitrógeno y estimular la formación de nitratos, moléculas con moléculas de nitrógeno y oxígeno. Las bacterias, el estiércol animal en descomposición y los motores de combustión interna también son fuentes de energía que producen compuestos nitrogenados que pueden terminar en la atmósfera.
Nitrógeno en el agua de lluvia
Un estudio de 2004 sobre la composición química del agua de lluvia en 48 sitios en 31 estados encontró nitratos en casi todas las muestras, aunque existía un alto grado de variación tanto en el tiempo como en el espacio. Varios estudios realizados en la década de 1990 mostraron que las ubicaciones a lo largo de la costa del Golfo de México podían esperar obtener 18 libras de amonio y nitratos por acre por año del agua de lluvia. Eso es aproximadamente una décima parte de los requerimientos típicos de nitrógeno para cultivos en crecimiento.
El bueno y el malo
Debido a que el agua de lluvia contiene nitrógeno en formas que las plantas pueden absorber, y las plantas necesitan nitrógeno para crecer, los agricultores han notado que el agua de lluvia estimula más el crecimiento de las plantas que el agua de otras fuentes. Eso es bueno, ya que los agricultores no necesitan aplicar tanto fertilizante artificial. Sin embargo, en algunos casos las actividades humanas dan como resultado un exceso de nitrógeno en el agua de lluvia. Eso tiene el efecto de desequilibrar algunos ecosistemas frágiles donde algunas plantas, típicamente algas, que normalmente están limitados por la falta de nitrógeno ahora tienen suficiente nitrógeno extra del agua de lluvia para asfixiar a otros organismos.