Mai mult de trei sferturi din atmosfera terestră este formată din azot, însă numai patru sutimi din unu la sută din masa oceanelor, atmosferei și scoarței terestre este compusă din azot. Deoarece picăturile de ploaie trec prin atmosferă în drum spre sol, apa de ploaie conține și azot în cantități variabile. Deși azotul nu este o componentă majoră a oceanelor și a masei terestre, este un element esențial pentru formarea proteinelor atât la plante, cât și la animale. Apa de ploaie face treaba critică de a transfera azot din cer în sol.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Apa de ploaie conține cantități mici de azot sub formă de azot gazos (N2), amoniu (NH4) și nitrați (NOx).
Chimia azotului
Azotul gazos este o moleculă foarte stabilă cu doi atomi, care nu interacționează ușor cu alți atomi sau molecule. De exemplu, deși trei sferturi din fiecare respirație pe care o respirați constă din azot, niciuna dintre acestea nu este metabolizată de corpul dumneavoastră. Același lucru este valabil pentru aproape toate plantele - nu pot lua azot direct din atmosferă. De fapt, leguminoasele care pot lua azot din atmosferă nu o fac direct, ci printr-o relație simbiotică cu bacteriile „fixatoare de azot” din rădăcinile lor. Bacteriile „respiră” azot și îl transformă în compuși pe care rădăcinile le pot absorbi.
Azot și apă
Stabilitatea chimică a azotului înseamnă că azotul pur nu se amestecă foarte bine cu apa. Dar compușii azotului, cum ar fi amoniul și nitrații, se amestecă cu apă. Dacă acești compuși ai azotului există în aer, aceștia se pot amesteca cu apă și pot coborî cu apa de ploaie. Întrebarea este atunci, cum se pot transforma molecule stabile de azot în compuși de azot? Răspunsul este că este nevoie de energie. De exemplu, fulgerul oferă suficientă energie pentru a împărți moleculele de azot și pentru a stimula formarea nitraților - molecule cu molecule de azot și oxigen. Bacteriile, gunoiul de grajd descompus și motoarele cu ardere internă sunt, de asemenea, surse de energie care produc compuși de azot care pot ajunge în atmosferă.
Azot în apa de ploaie
Un studiu din 2004 al compoziției chimice a apei de ploaie în 48 de locuri din 31 de state a găsit nitrați în aproape toate eșantioanele, deși a existat un grad ridicat de variație atât în timp cât și în spațiu. Mai multe studii din anii 1990 au arătat că locațiile de-a lungul coastei Golfului Mexic s-ar putea aștepta să obțină 18 kilograme de amoniu și nitrați pe acru pe an din apa de ploaie. Aceasta reprezintă aproximativ o zecime din necesarul tipic de azot pentru culturile în creștere.
Cei buni şi cei răi
Deoarece apa de ploaie conține azot în forme pe care plantele le pot absorbi, iar plantele au nevoie de azot pentru a crește, fermierii au observat că apa de ploaie stimulează creșterea mai multor plante decât apa din alte surse. Este bine, deoarece fermierii nu trebuie să aplice cât mai mult îngrășământ artificial. Cu toate acestea, în unele cazuri, activitățile umane duc la un exces de azot în apa de ploaie. Acest lucru are ca efect eliminarea echilibrului în unele ecosisteme fragile în care unele plante - de obicei alge - care sunt în mod normal limitate de lipsa de azot au acum suficient azot suplimentar din apa de ploaie pentru a sufoca altele organisme.