برای قرن ها، علم نشان داده است که تمام نیتروژن موجود در زمین که برای گیاهان قابل دسترسی می باشد از جو گرفته شده است.  اما یک مطالعه از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، نشان می دهد که بیش از یک چهارم از بستر زمین است.

این مطالعه که در تاریخ 6 آوریل در مجله Science منتشر شد، دریافت که 26 درصد از نیتروژن در اکوسیستم های طبیعی از سنگ ها به دست می آید ومابقی آن از اتمسفر می آید.

قبل از این مطالعه، ورود این نیتروژن به سیستم زمین ناشناخته بود. این کشف می تواند تا حد زیادی پیش بینی های تغییرات آب و هوایی را بهبود بخشد که به درک چرخه کربن بستگی دارد. نویسندگان گفتند که این منبع نیتروژن تازه شناسایی شده همچنین می تواند چرخه کربن را بر روی زمین تغذیه کند و به اکوسیستم اجازه می دهد تا از انتشار دی اکسید کربن به جو جلو گیری کند.

بن هولتون، استاد گروه زمین و منابع هوا و آب، مدیر اجرایی UC Davis Muir می گوید: تحقیق ما نشان می دهد که هوای نیتروژن منبع مهمی برای تغذیه در خاک و اکوسیستم های سراسر جهان است.

این امر متناسب با پارادایم قرن هاست که پایه گذاری علوم زیست محیطی را بر عهده دارد. ما فکر می کنیم که این نیتروژن ممکن است به جنگل ها و چمنزار ها اجازه دهد تا CO2 های فسیلی بیشتری را نسبت به گذشته جداسازی کنند.

آب و هوا کلید است

اکوسیستم ها نیاز به نیتروژن و سایر مواد مغذی برای جذب آلودگی دی اکسید کربن دارند و مقدار محدودی از آن از گیاهان و خاک ها موجود است. اگر مقدار زیادی از نیتروژن از سنگ ها باشد، این امر به توضیح اینکه چگونه اکوسیستم های طبیعی مانند جنگل های بکر قادر به جذب دی اکسید کربن هستند، کمک می کند.

اما سنگ می تواند نیتروژن را از دست بدهد که بوسیله آب و هوا تعیین می شود و این امر  می تواند فیزیکی باشد؛ از جمله از طریق حرکت تکتونیکی یا شیمیایی، مانند زمانی که مواد معدنی با آب باران واکنش نشان می دهند.

به همین دلیل است که چرا آب و هوا در سنگ های مختلف مناطق و مناظر متفاوت است. این مطالعه نشان می دهد که مناطق وسیعی از آفریقا از مواد غنی از نیتروژن برخوردار نیستند، در حالی که عرض های شمال برخی از بالاترین سطوح هوای ناشی از نیتروژن را دارند.

مناطق کوهستانی مانند هیمالیا و آند، منابع قابل توجهی از سنگ نیتروژن هستند. چمنزار ، توندرا، بیابان و جنگل نیز میزان قابل توجهی از هوای ناشی از نیتروژن را تجربه می کنند.

زمین شناسی و تجزیه کربن

نقشه برداری از مواد مغذی موجود در سنگ ها به دلیل توانایی آنها برای جذب کربن می تواند حفاظت از محیط زیست را هدایت کند. مناطق با سطوح بالاتری از آلودگی نیتروژن سنگ ممکن است قادر به جداسازی بیشتر کربن باشند.

شکاف اسرار آمیز

این کار همچنین "نیتروژن از دست رفته" را درک و روشن می کند. دانشمندان طی دهه ها متوجه شده اند که نیتروژن بیشتر در خاک و گیاهان تجمع می یابد، اما با اتمسفر جو به تنهایی نمی توانستند توضیح دهد. آن ها نیز نمی توانستند دقیقا مشخص کنند که چه چیزی از دست رفته است.

اسکات مورفورد، یکی از دانشجویان فارغ التحصیل UC Davis، گفت: ما نشان می دهیم که پارادوکس نیتروژن در سنگ نوشته شده است. در زمان مطالعه، دانشجوی فوق لیسانس UC Davis می گوید: نیتروژن کافی در سنگها وجود دارد و به اندازه کافی تجزیه می شود تا توضیح دهد مواردی که این شکاف اسرارآمیز وجود دارد. 

در کار قبلی تیم تحقیقاتی نمونه هایی از سنگ های باستانی را که از کوه های کلمات کالیفرنیای شمالی جمع آوری شده اند، بررسی می کند که سنگ ها و درختان اطراف آن مقدار زیادی از نیتروژن را نگهداری می کنند. با مطالعه حاضر، نویسندگان بر این کار، تجزیه و تحلیل توازن نیتروژن، پروکسی ژئوشیمیایی و ایجاد یک مدل هوای فشرده نیتروژن برای ارزیابی قابلیت دسترسی نیتروژن در مقیاس جهانی، انجام دادند.

در حالی که نکاتی وجود دارد که گیاهان می توانند از نیتروژن حاصل از سنگ استفاده کنند، این کشف نظریه  منبع نهایی موجود نیتروژن جو است، تکه تکه می کند.

نیتروژن هم مهمترین مواد مغذی محدود کننده روی زمین و هم آلودگی خطرناک است بنابراین مهم است بدانیم کنترل های طبیعی بر عرضه و تقاضا وجود دارد. بشریت در حال حاضر به نیتروژن موجود در هوا بستگی دارد تا کودهای کافی برای حفظ ذخایر جهانی غذا تولید کند. کشف این اندازه، دوران جدیدی از تحقیقات در مورد این مواد مغذی را باز می کند.

پروفسور UC Davis، رندی Dahlgren در وزارت زمین، هوا و منابع آب، این مطالعه را تکمیل کرد. این مطالعه توسط بنیاد علوم ملی و بخش زمین شناسی و بیولوژی محیط زیست و همچنین بنیاد Andrew W. Mellon تأمین شده است.