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Evolución del ciclo del nitrógeno

17 de Noviembre de 2010 a las 18:02 h

Distribución de nitrógeno en la tierra

Contribución de nitrógeno en la tierra(Science)

La actividad humana está modificando el balance del ciclo del nitrógeno en nuestro planeta. Actualmente, ¿cómo evoluciona este ciclo?. Un artículo reciente publicado en la revista Science intenta responder a esta cuestión y hace sugerencias acerca del futuro.

 

¿Cómo comenzó el ciclo de nitrógeno en la tierra?

La mayoría del nitrógeno de la atmósfera terrestre procede del manto, el cual aún almacena una gran cantidad de nitrógeno - ver imagen- en forma de sal de amonio (NH4+). El nitrógeno presente en los primeros organismos procedía del núcleo terrestre. La oxidación ultravioleta de la sal de amonio a nitrógeno (gas) ayudó a incrementar la concentración de nitrógeno en la atmósfera.  

El estudio sugiere que para equilibrar la cantidad de nitrógeno en la atmósfera, los choques de calor junto con el impacto de rayos y de meteoritos de alta energía produjeron óxido nitroso (N2O) que se convirtió en nitrito (NO2 -) por reacciones fotoquímicas y en fase acuosa. El NO2-  se redujo a amonio por el enriquecimiento en Fe2+ de los mares.

Hace 2.7 millones de años,  tuvieron lugar grandes cambios en la tierra, variando más o menos el actual ciclo del nitrógeno. Evolucionaron dos nuevos tipos de organismos: aquellos con habilidad para fijar el nitrógeno atmosférico (N2) en forma de compuestos presentes en la superficie terreste (NH4+o el NO2) ; y otros, cuyo metabolismo realizaba el efecto contrario - la desnitrificación -.La eficacia del proceso se incrementó con cada nueva generación de microbios.

¿Qué nos depara el futuro?

Actualmente, debido al aumento de los cultivos para satisfacer las necesidades alimentarias de una población en continuo crecimiento, se está aportando el doble de nitrógeno procedente del suelo (químicamente, a través de los fertilizantes) que el aportado atmosféricamente por los microbios. Este sorprendente crecimiento podría inutilizar los esfuerzos realizados para evitar el cambio climático. Se estima que la retroalimentación natural realizada a través de los microbios producirá, de forma eventual, un nuevo estado de equilibrio aunque se necesitarán décadas para que esto suceda. Con un crecimiento de población estimado en 9 billones para 2050, se producirá un aumento del nitrógeno procedente de los cultivos. Pero no todo está perdido, se pueden tomar medidas para controlar este ciclo - por ejemplo, hacer un uso más eficiente del nitrógeno ya disponible en el suelo y reducir al mínimo el uso de fertilizantes. Como comenta el artículo, esto favorecerá el proceso microbiano, garantizando un nuevo equilibrio.

Fuente: Chemistry World Blog

Referencia: D E Canfield, A N Glazer, P G Falkowski, Science, 2010,330, 192 (DOI: 10.1126/science.1186120)

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