Ciclo del Nitrógeno
El ciclo del nitrógeno transforma el nitrógeno entre sus múltiples estados de oxidación, desde el dinitrógeno atmosférico inerte hasta formas reactivas que sustentan la vida y que, en exceso, contaminan el aire y el agua.
Definition
El ciclo global del nitrógeno a través de la fijación, nitrificación, desnitrificación y asimilación, abarcando múltiples estados de oxidación.
Scope
Este tema abarca la fijación biológica e industrial del nitrógeno, la nitrificación y desnitrificación, la asimilación y mineralización del nitrógeno, y la cascada de efectos ambientales del nitrógeno reactivo que la actividad humana ha añadido al ciclo.
Core questions
- ¿Cómo se convierte el nitrógeno atmosférico inerte en formas reactivas?
- ¿Qué reacciones microbianas interconvierten los estados de oxidación del nitrógeno?
- ¿Cómo ha alterado la fijación industrial el ciclo global?
- ¿Qué es la cascada de nitrógeno y por qué es importante?
Key theories
- Cascada de nitrógeno reactivo
- Un solo átomo de nitrógeno reactivo creado por el ser humano puede moverse a través de los ecosistemas causando efectos sucesivos, incluyendo smog, acidificación, eutrofización y calentamiento por efecto invernadero, antes de la desnitrificación eventual.
Mechanisms
Los microbios fijadores de nitrógeno y el proceso industrial de Haber-Bosch convierten el dinitrógeno en amoníaco; la nitrificación oxida el amonio a nitrato; la asimilación construye biomasa; y la desnitrificación devuelve el nitrógeno a la atmósfera como N2 y óxido nitroso. La fijación humana ahora rivaliza con las fuentes naturales, cargando los ecosistemas con nitrógeno reactivo móvil.
Clinical relevance
El ciclo del nitrógeno sustenta la producción de alimentos impulsada por fertilizantes, pero también la contaminación del agua por nitratos, las zonas muertas costeras y las emisiones de óxido nitroso que afectan el clima y el ozono.
History
El proceso de Haber-Bosch a principios del siglo XX transformó el ciclo del nitrógeno al permitir una fijación industrial masiva, y trabajos posteriores caracterizaron la cascada de nitrógeno resultante y su escala planetaria.
Key figures
- Fritz Haber
- Carl Bosch
- James N. Galloway
Related topics
Seminal works
- galloway2008
- schlesinger2013
Frequently asked questions
- ¿Por qué el nitrógeno reactivo es un problema si el nitrógeno es esencial?
- El nitrógeno reactivo es necesario para la vida, pero en exceso se propaga por el aire y el agua causando contaminación, eutrofización y emisiones de gases de efecto invernadero antes de ser eliminado.