雨水には窒素が含まれていますか？

地球の大気の4分の3以上が窒素で構成されていますが、海洋、大気、地球の地殻の質量の100分の4だけが窒素で構成されています。 雨滴は地面に向かう途中で大気を通過するため、雨水にもさまざまな量の窒素が含まれています。 窒素は海洋や陸地の主要な成分ではありませんが、植物と動物の両方でタンパク質を形成するために不可欠な要素です。 雨水は、窒素を空から土壌に移すという重要な役割を果たします。

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雨水には、窒素ガス（N2）、アンモニウム（NH4）、硝酸塩（NOx）の形で少量の窒素が含まれています。

窒素ガスは非常に安定した2原子分子であり、他の原子や分子と簡単に相互作用することはありません。 たとえば、あなたが取るすべての呼吸の4分の3は窒素で構成されていますが、そのどれもあなたの体によって代謝されません。 同じことがほぼすべての植物に当てはまります-それらは大気から直接窒素を取り込むことができません。 実際、大気から窒素を取り込むことができるマメ科植物は、直接それを行うのではなく、根の「窒素固定」細菌との共生関係を介して行います。 バクテリアは窒素中で「呼吸」し、それを根が吸収できる化合物に変換します。

窒素の化学的安定性は、純粋な窒素が水とあまりよく混ざらないことを意味します。 しかし、アンモニウムや硝酸塩などの窒素化合物は水と混ざります。 それらの窒素化合物が空気中に存在する場合、それらは水と混ざり合い、雨水と一緒に降りてくる可能性があります。 問題は、安定した窒素分子がどのようにして窒素化合物に変換できるかということです。 答えはそれがエネルギーを必要とするということです。 たとえば、雷は窒素分子を分割し、硝酸塩の形成を刺激するのに十分なエネルギーを提供します-窒素と酸素の分子を持つ分子。 バクテリア、分解する動物の糞尿、内燃機関も、最終的に大気中に放出される可能性のある窒素化合物を生成するエネルギー源です。

31州の48のサイトでの雨水の化学組成に関する2004年の研究では、時間と空間の両方に高度な変動が存在したものの、ほぼすべてのサンプルで硝酸塩が検出されました。 1990年代のいくつかの研究によると、メキシコ湾の海岸沿いの場所では、雨水から1エーカーあたり年間18ポンドのアンモニウムと硝酸塩が得られると予想されていました。 これは、作物を育てるのに必要な典型的な窒素の約10分の1です。

雨水は植物が吸収できる形で窒素を含み、植物は成長するために窒素を必要とするため、農民は雨水が他の源からの水よりも多くの植物の成長を刺激することに気づきました。 農民はそれほど多くの人工肥料を適用する必要がないという点で、それは良いことです。 しかし、場合によっては、人間の活動によって雨水中の窒素が過剰になることがあります。 これは、一部の植物（通常は藻類）が存在する脆弱な生態系のバランスを崩す効果があります。 通常は窒素の不足によって制限されていますが、雨水から他の窒素を窒息させるのに十分な余分な窒素があります 生物。