Je leest:

Wereldwijde stikstofkringloop op z’n kop

Wereldwijde stikstofkringloop op z’n kop

Auteur: | 23 december 2011

Stikstof is een beperkende factor in de groei van veel planten en dieren. De mens helpt echter een handje door steeds meer stikstof vrij te maken door bijvoorbeeld de verbranding van fossiele brandstoffen en door kunstmest toe te voegen aan de bodems. Hoe groot is het effect?

Ruim drie-kwart (78%) van de atmosfeer bestaat uit dit gas. Omdat stikstofgas (N2) zo’n sterke, drievoudige binding heeft tussen de twee N-atomen, zijn de atomen moeilijk te ontkoppelen. Eenmaal ontkoppeld, dient dit stikstof als voedingsstof voor een deel van de flora en fauna. Laat de mens de natuur in dit geval een handje helpen door meer stikstof beschikbaar te maken. Of is dit toch niet zo positief?

Bronnen stikstof

In de natuur wordt stikstofgas slechts op een paar manieren gebroken tot twee losse atomen stikstof, ‘vrij’ stikstof. Daarvoor is wel veel energie nodig zoals bliksemschichten, de verbranding van biomassa, maar ook de enzymen van bacteriën en cyanobacteriën (blauwalgen) kunnen ten koste van veel energie de verbindingen verbreken. Op natuurlijke wijze komt er verder stikstof vrij uit de bodem.

De mens draagt echter ook bij aan de vorming van ‘vrije’ stikstofatomen. In het begin van de 20e eeuw vonden Fritz Haber en Carl Bosch uit hoe stikstofgas te ‘kraken’, wat later prima geschikt bleek om kunstmest mee te produceren. In die periode kwam ook het gebruik van de verbrandingsmotor voor vervoer en industriële processen op gang. Dit resulteerde in de vorming van een binding een stikstofatoom met één of meerdere atomen zuurstof uit stikstofgas (N2) en zuurstof bij hoge temperaturen, waarbij de N-atomen ook als vrij stikstof worden gezien. Ook de verbranding van biomassa door de mens zorgt voor vrij stikstof.

Meer stikstof in het milieu

Deze door mensen gevormde vrije stikstofatomen komen zo steeds meer in ons milieu terecht. Dat is na te gaan omdat de stikstofatomen gemaakt door de mens minder neutronen in de atoomkern hebben en dus lichter zijn ten opzichte van de natuurlijke vrije stikstofatomen. Dit signaal wordt onder meer opgeslagen in de bodems van meren. Deze invloed van de mens was al bekend voor bevolkte gebieden en zelfs teruggevonden in het Groenlandse ijs.

De stikstof-metingen werden gedaan in diverse meren op het Noordelijk Halfrond.
Gordon Holtgrieve

Nu blijkt dat het signaal van het lichte stikstof ook op veel andere, onbevolkte plaatsen opduikt. Uit onderzoek van Gordon Holtgrieve (Universiteit van Washington) blijkt dat het signaal in vele meerbodems in de Rocky Mountains, op diverse plaatsen in Canada en op Spitsbergen te zien is vanaf 1895. Dat is precies de periode dat de CO2-concentratie steeds meer steeg door de verbranding van fossiele brandstoffen. Hiermee kwam ook NOx in de atmosfeer terecht. Zo rond 1950 versterkte het signaal zich, wat samenvalt met de massale ingebruiktname van kunstmest.

McConnell Lake in Canada.
Gordon Holtgrieve

Effecten

Aangezien stikstof een limiterende voedingsstof is voor fotosynthetiserende organismen op het land en in de oceaan, zijn deze organismen beter af dus, zou je zeggen. Meer voedingstoffen, zelfs op plaatsen ver van de bewoonde wereld. Of dit echter goed is, is maar de vraag. Er ligt nog een heel onderzoeksveld open, maar de eerste resultaten zijn er al.

“Er is wat onderzoek dat aantoont dat soortensamenstelling van algen (diatomeeën in dit geval) verandert door de tijd heen, en dat de snelheid van verandering stijgt in de laatste 100-150 jaar,” vertelt Holtgrieve aan Kennislink. “Tijdens deze periode is er ook een verhoging van het aantal diatomeeën die van veel stikstof houden. Het is zeker mogelijk dat zoöplankton en andere fauna ook reageren op deze veranderen, maar dit is vooralsnog niet goed begrepen.”

Ook in meren ver van de beschaving dringt de invloed van de mens dus onbedoeld door in de op het oog ongerepte natuur…

Bronnen:

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 december 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.