Атмосфера виявилася не єдиним для живих організмів на Землі джерелом азоту, як вважалося раніше. Проаналізувавши баланс азоту поблизу поверхні Землі, американські геологи дійшли висновку, що до чверті всього азоту в природні екосистеми потрапляє з гірських порід земної кори в результаті хімічної та фізичної ерозії. Уточнення геохімічного циклу азоту може досить сильно вплинути, зокрема, на оцінку обсягу поглинається рослинами вуглекислого газу і прогнозування кліматичних змін на планеті, пишуть вчені в.
Традиційно вважалося, що атмосфера - єдине для біосфери джерело азоту на Землі. Вчені стверджували, що саме атмосферний азот потрапляє в екосистеми через ґрунт або поглинається рослинами, беручи участь після цього в різних метаболічних процесах. При цьому, оскільки азот допомагає рослинам поглинати з повітря вуглекислий газ, геохімічний цикл азоту виявляється тісно пов'язаний з циклом вуглецю і може мати сильний вплив, наприклад, на швидкість кліматичних змін на планеті. Тим не менш, однозначні шляхи геохімічного транспорту азоту як на коротких часових масштабах - тривалістю від декількох років до декількох століть, - так і на більш тривалих - в сотні і тисячі років - до кінця не вивчений і постійно уточнюється.
Група американських геологів під керівництвом Бенджаміна Хултона (Benjamin Z. Houlton) з Каліфорнійського університету в Дейвісі оцінила сумарний баланс маси азоту на планеті з урахуванням останніх експериментальних даних, щоб оцінити правильність сучасних моделей і визначити, чи дійсно атмосфера - єдине для біосфери джерело азоту. Для цього вчені врахували всі відомі шляхи транспорту азоту між атмосферою, сушею, океаном, земною корою і мантією, включаючи ті оцінки, які були зроблені для осадження сполук азоту у вигляді твердих мінералів з океанської води для досить довгих тимчасових інтервалів.
Виявилося, що при розгляді балансу мас азоту з урахуванням всіх відомих кількісних даних з'являється невідповідність у потоці азоту величиною від 14 до 34 мегатонн азоту на рік. Повністю замкнути такий цикл вдається, припустивши транспорт азоту з гірських порід земної кори в грунт і біосферу. Геологи пояснюють можливість такого транспорту хімічною та фізичною ерозією, завдяки якій він потрапляє в ґрунт і повітря, після чого стає учасником метаболічних циклів в живих організмах. За оцінками вчених, частка азоту, який потрапляє в екосистеми з гірських порід таким чином, становить від 8 до 26 відсотків (інша частка припадає на атмосферний азот).
Щоб перевірити це припущення, геологи оцінили можливий приплив азоту з гірських порід в атмосферу по всьому світу, виходячи з даних про вміст азоту в поверхневому шарі земної кори і можливої схильності тих чи інших гірських порід ерозії: як хімічної (наприклад, в результаті взаємодії з дощовою водою), так і фізичної (в першу чергу, в результаті геологічних процесів).
Зроблені якісні оцінки підтвердили, що запропонований геологами механізм переходу азоту з гірських порід у ґрунт і його подальша активна участь у хімічних процесах, що протікають у природних екосистемах, цілком імовірний.
Автори дослідження зазначають, що виявлений ними ефект може бути вкрай важливим, зокрема, для дослідження геохімічного циклу вуглецю. Через те, що азот бере активну участь у механізмах поглинання рослинами вуглекислого газу з атмосфери, облік взаємного впливу вуглецевого та азотного циклу на Землі допоможуть уточнити сучасні геохімічні моделі та кліматичні прогнози, пов'язані, зокрема, з оцінкою швидкості глобального потепління на планеті.
Поглинання вуглекислого газу тісно пов'язане з шляхами перенесення азоту не тільки на поверхні суші, але і в океані. Наприклад, нещодавно вчені показали, що значну частину неорганічного вуглецю, розчиненого в темній частині океану, поглинають бактерії з групи, які отримують енергію, окисляючи сполуки азоту.