Mais de três quartos da atmosfera terrestre consiste em nitrogênio, mas apenas quatro centésimos de um por cento da massa dos oceanos, da atmosfera e da crosta terrestre são compostos de nitrogênio. Como as gotas da chuva passam pela atmosfera em seu caminho para o solo, a água da chuva também contém nitrogênio em quantidades variáveis. Embora o nitrogênio não seja um componente importante dos oceanos e massas de terra, é um elemento essencial para a formação de proteínas em plantas e animais. A água da chuva faz o trabalho crítico de transferir nitrogênio do céu para o solo.
TL; DR (muito longo; Não li)
A água da chuva contém pequenas quantidades de nitrogênio na forma de gás nitrogênio (N2), amônio (NH4) e nitratos (NOx).
A Química do Nitrogênio
O gás nitrogênio é uma molécula de dois átomos muito estável que não interage facilmente com outros átomos ou moléculas. Por exemplo, embora três quartos de cada respiração que você faz consistam em nitrogênio, nada disso é metabolizado pelo seu corpo. O mesmo é verdade para quase todas as plantas - elas não podem tirar nitrogênio diretamente da atmosfera. Na verdade, as leguminosas que podem retirar nitrogênio da atmosfera não o fazem diretamente, mas por meio de uma relação simbiótica com bactérias "fixadoras de nitrogênio" em suas raízes. As bactérias "respiram" o nitrogênio e o convertem em compostos que as raízes podem absorver.
Nitrogênio e Água
A estabilidade química do nitrogênio significa que o nitrogênio puro não se mistura muito bem com a água. Mas os compostos de nitrogênio, como amônio e nitratos, se misturam com a água. Se esses compostos de nitrogênio existirem no ar, eles podem se misturar com a água e descer com a água da chuva. A questão então é: como as moléculas de nitrogênio estáveis podem se converter em compostos de nitrogênio? A resposta é que requer energia. Por exemplo, um raio fornece energia suficiente para dividir as moléculas de nitrogênio e estimular a formação de nitratos - moléculas com nitrogênio e oxigênio. Bactérias, esterco animal em decomposição e motores de combustão interna também são fontes de energia que produzem compostos de nitrogênio que podem acabar na atmosfera.
Nitrogênio na água da chuva
Um estudo de 2004 da composição química da água da chuva em 48 locais em 31 estados encontrou nitratos em quase todas as amostras, embora um alto grau de variação existisse no tempo e no espaço. Vários estudos na década de 1990 mostraram que locais ao longo da costa do Golfo do México poderiam esperar obter 18 libras de amônio e nitratos por acre por ano da água da chuva. Isso é cerca de um décimo das necessidades normais de nitrogênio para o cultivo.
O bom e o mau
Como a água da chuva contém nitrogênio em formas que as plantas podem absorver e as plantas precisam de nitrogênio para crescer, os agricultores notaram que a água da chuva estimula mais o crescimento das plantas do que a água de outras fontes. Isso é bom, pois os agricultores não precisam aplicar tanto fertilizante artificial. No entanto, em alguns casos, as atividades humanas resultam em um excesso de nitrogênio na água da chuva. Isso tem o efeito de desequilibrar alguns ecossistemas frágeis onde algumas plantas - normalmente algas - que são normalmente limitados pela falta de nitrogênio, agora têm nitrogênio extra suficiente da água da chuva para sufocar outras organismos.