Mer enn tre fjerdedeler av jordens atmosfære består av nitrogen, men likevel består bare fire hundredeler av en prosent av havmassen, atmosfæren og jordskorpen av nitrogen. Fordi regndråper passerer gjennom atmosfæren på vei til bakken, inneholder regnvann også nitrogen i varierende mengder. Selv om nitrogen ikke er en hovedkomponent i havene og landmassene, er det et viktig element for dannelsen av proteiner i både planter og dyr. Regnvann gjør den kritiske jobben med å overføre nitrogen fra himmelen til jorden.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Regnvann inneholder små mengder nitrogen i form av nitrogengass (N2), ammonium (NH4) og nitrater (NOx).
Nitrogenkjemien
Nitrogengass er et veldig stabilt toatommolekyl som ikke lett interagerer med andre atomer eller molekyler. For eksempel, selv om tre fjerdedeler av hvert pust du tar består av nitrogen, metaboliseres ingenting av det av kroppen din. Det samme gjelder nesten alle planter - de kan ikke ta nitrogen direkte fra atmosfæren. Faktisk gjør belgfrukter som kan ta nitrogen fra atmosfæren ikke det direkte, men gjennom et symbiotisk forhold med "nitrogenfikserende" bakterier i røttene. Bakteriene "puster" inn nitrogen og omdanner det til forbindelser som røttene kan absorbere.
Nitrogen og vann
Nitrogenens kjemiske stabilitet betyr at rent nitrogen ikke blandes veldig godt med vann. Men nitrogenforbindelser, som ammonium og nitrater, blandes med vann. Hvis disse nitrogenforbindelsene eksisterer i luften, kan de blande seg med vann og komme ned med regnvann. Spørsmålet er da, hvordan kan stabile nitrogenmolekyler konvertere til nitrogenforbindelser? Svaret er at det tar energi. Lyn gir for eksempel nok energi til å splitte nitrogenmolekyler og stimulere dannelsen av nitrater - molekyler med nitrogen- og oksygenmolekyler. Bakterier, nedbrytende husdyrgjødsel og forbrenningsmotorer er også energikilder som produserer nitrogenforbindelser som kan havne i atmosfæren.
Nitrogen i regnvann
En studie fra 2004 av den kjemiske sammensetningen av regnvann på 48 steder i 31 stater fant nitrater i nesten alle prøvene, selv om det fantes en høy grad av variasjon i både tid og rom. Flere studier på 1990-tallet viste at steder langs kysten av Mexicogolfen kunne forvente å få 18 pund ammonium og nitrater per dekar per år fra regnvann. Det er omtrent en tidel av det typiske nitrogenbehovet for avlinger.
Det gode og det dårlige
Fordi regnvann inneholder nitrogen i former som planter kan absorbere, og planter trenger nitrogen for å vokse, har bønder lagt merke til at regnvann stimulerer mer plantevekst enn vann fra andre kilder. Det er bra, fordi bønder ikke trenger å bruke så mye kunstgjødsel. Men i noen tilfeller fører menneskelige aktiviteter til et overskudd av nitrogen i regnvann. Det har den effekten at den kaster balansen i noen skjøre økosystemer der noen planter - vanligvis alger - som normalt er begrenset av mangel på nitrogen, har nå nok ekstra nitrogen fra regnvann til å kvele ut annet organismer.