Il ciclo dell'azoto è il sistema mediante il quale l'azoto viene convertito in diverse forme chimiche, alcuni utilizzabili per l'uomo e gli animali e altri no, mentre circola nell'atmosfera, la terra e gli oceani. Enciclopedia Britannica/Getty Images/HowStuffWorks Tutti hanno bisogno di azoto, ma per quanto non negoziabile, gli elementi che sostengono la vita vanno, è difficile. Gli esseri viventi richiedono azoto per il funzionamento delle loro cellule e, per di più, ci stiamo praticamente immergendo nella roba poiché la nostra atmosfera è composta per il 78 percento da azoto. Però, c'è un problema:è un "acqua, acqua ovunque, ma non una goccia da bere".
Anche se l'azoto è in agguato praticamente ovunque, non è terribilmente abbondante nella crosta terrestre, ed è incredibilmente difficile per gli esseri viventi catturare l'azoto atmosferico e usarlo per i loro scopi. È come avere una manciata di corone islandesi a Minneapolis, dove non puoi spenderli.
"L'azoto è una parte importante degli amminoacidi, che sono gli elementi costitutivi delle proteine e degli acidi nucleici come il DNA, "dice Jessie Motes, un dottorato di ricerca candidato alla Odum School of Ecology presso l'Università della Georgia, in una e-mail. "Oltre ad aver bisogno di azoto per le proteine nelle piante, è un componente principale della clorofilla, che lo rende cruciale per la fotosintesi."
Poiché l'azoto è una risorsa limitata su questo pianeta, un atomo di azoto non passa molto tempo a non fare nulla quando è in una forma che gli esseri viventi possono usare - gli scienziati chiamano questo azoto "fisso". L'azoto fisso viene assorbito dalle piante, che vengono mangiati dagli animali, che mangiano altri animali, che muoiono, si decompongono e rilasciano azoto nell'ecosistema per essere lavorato da batteri o piante. Questo è il ciclo di un atomo di azoto sulla Terra, e il suo viaggio inizia o molto tranquillamente o con un botto enorme.
Credici o no, fulmini e batteri sono i principali responsabili della trasformazione dell'azoto atmosferico in azoto che gli esseri viventi possono utilizzare. L'azoto atmosferico (N2) è molto stabile, quindi ci vuole un'incredibile quantità di energia per convertirlo in una forma diversa. Se ti sei mai chiesto perché le tue piante all'aperto sembrano più felici dopo la pioggia di quanto non lo siano quando accendi un irrigatore su di esse, c'è una ragione per questo:i fulmini elettrificano l'azoto atmosferico (N2) e l'acqua (H2O) per riconfigurarli in ammoniaca (NH3) e nitrati (NO3). Questo cade a terra come pioggia, dove le piante lo bevono e lo usano per i loro processi biologici.
Dall'altra parte dello spettro, il modo più comune in cui l'azoto viene reso disponibile agli organismi è quando l'azoto atmosferico viene fissato dai batteri, alcuni dei quali vivono liberi nel suolo ed altri godono di un rapporto simbiotico con determinate specie vegetali. Legumi come i piselli, trifoglio e arachidi hanno piccoli noduli sulle loro radici che attraggono i batteri che convertono l'azoto atmosferico ostinato in ammoniaca o ammonio, che potrà poi essere utilizzato per alimentare l'impianto.
L'ammoniaca nel terreno può essere utilizzata direttamente dalle piante, ma è anche il primo passo nel processo di nitrificazione, attraverso i quali batteri e archei specializzati convertono l'ammoniaca in nitrito (NO2), e poi passarlo a un insieme completamente diverso di procarioti che ossidano ulteriormente il nitrito in nitrato (NO3-). Questo processo è lento, ma è il modo in cui l'azoto è costruito come nutriente nel suolo e negli ambienti acquatici e marini - piante terrestri, ad esempio, possono assorbire ammonio e nitrati attraverso i loro peli radicali. Gli organismi specializzati nella nitrificazione sono importanti anche nel trattamento delle acque reflue urbane.
Tutto ciò che vive alla fine muore, e l'azoto che un particolare organismo stava usando quando gracidava viene preso in mano da batteri che trasformano il cadavere ricco di azoto in ammonio, che può essere raccolto dalle piante e riutilizzato.
È possibile convertire nuovamente l'azoto biodisponibile in azoto atmosferico, e quel processo si chiama denitrificazione. La nitrificazione viene eseguita da batteri e archaea che possono tollerare l'ossigeno, non tutti i procarioti possono. In caso di denitrificazione, alcuni batteri anaerobi che non hanno bisogno di ossigeno convertono il nitrato in gas azoto, che galleggia nell'atmosfera e fa fatica a essere catturato finché non arriva un fulmine o un astuto batterio che fissa l'azoto e lo lega di nuovo al ciclo dell'azoto.
"Come la maggior parte dei processi naturali, le attività antropiche stanno interrompendo il ciclo dell'azoto attraverso la deposizione di azoto, ", dice Motes. "Troppo azoto può portare a un aumento delle emissioni del gas serra protossido di azoto, così come l'eutrofizzazione, che è l'inquinamento da azoto delle fonti d'acqua."
Ora è interessanteUna parte dell'azoto viene fissata attraverso la combustione di combustibili fossili.
