ciclo
dell'azoto
Il ciclo_dell’azoto è molto complesso, anche
perché l'atomo di azoto può entrare a far parte di un elevato numero di
molecole, essenzialmente di quattro tipi: azoto molecolare, nitrati, ammoniaca e azoto organico.
L'azoto molecolare presente
nell'atmosfera è molto stabile.
La sua
utilizzazione nei vari composti chimici avviene attraverso processi di fissazione_naturale (chimica o biologica).
La fissazione porta
alla formazione di composti più reattivi, ossidi di azoto e ammoniaca, che le piogge o le
deposizioni solide provvedono a portare nel terreno.
Gran parte
dell'azoto, presente nel terreno come ioni ammonio o nitrato, entra nella biosfera, dove viene organicato (cioè inserito in
molecole organiche) e si muove in un piccolo ciclo formato da piante, animali e
batteri (ciclo biologico dell'azoto).
Una parte
dell'azoto nitrico viene trasformato, ad opera di batteri
denitrificanti specializzati, in azoto molecolare che ritorna all'atmosfera (capacità dei comparti dell'azoto).
Una certa
quantità di nitrati viene perduta per migrazione dalle zone terrestri verso i
sedimenti oceanici profondi (azoto_nei_sedimenti), entrando così in cicli geochimici di lunga durata: dai
sedimenti l'azoto può ritornare disponibile attraverso le eruzioni vulcaniche
(azoto "juvenile").
D'altra parte
vi è un minimo, ma continuo rifornimento di azoto al ciclo della biosfera per alterazione delle
rocce ignee della litosfera.
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Lo schema rappresenta, sinteticamente, le direzioni dei flussi di azoto (sotto forma di specie chimiche diverse) tra le varie sfere: atmosfera, biosfera, litosfera, idrosfera. E' interessante notare che, esclusa l'atmosfera, dalle altre sfere l'azoto ritorna a disposizione sotto forma di nutrienti azotati, più facilmente utilizzabili dalla biosfera, rispetto all'azoto atmosferico, troppo inerte per essere utilizzato direttamente. |
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Definita anche riduzione assimilativa dell'azoto gassoso,
consiste in una idrogenazione essenziale per la biosfera, pur senza
sottovalutare la fotosintesi: infatti la fissazione del carbonio è solo una delle tre
tappe critiche nella sintesi globale delle proteine; le altre due sono
la riduzione dell'azoto e la a riduzione dello
zolfo. La fissazione chimica può essere innescata
da radiazioni cosmiche, scariche elettriche, fulmini, che forniscono
l'energia necessaria perché l'azoto possa reagire con l'ossigeno o con
l'idrogeno dell'acqua per formare ossidi di azoto NOx o ammoniaca NH3. Si fissano
così piccole, ma indispensabili, quantità di azoto atmosferico che le piogge
provvedono a portare nel terreno. Nella
reazione di azotofissazione biologica,
il triplo legame dell'azoto è reso reattivo da un particolare enzima, la nitrogenasi, secondo una
reazione che avviene in diversi stadi molto complessi ma che, sinteticamente,
è: N2 + 8H+ + 6e ® 2NH4+ |
L'accumulo di
azoto nei sedimenti è generalmente scarso.
A differenza di quanto si verifica per il fosforo, questa perdita è di minore rilievo, da un lato poiché le sue varie forme chimiche sono generalmente caratterizzate da una buona solubilità e quindi da facilità di circolazione, dall'altro poiché negli ecosistemi esso ha una notevole mobilità.
