Το άζωτο, το έβδομο στοιχείο του περιοδικού πίνακα, αποτελεί βασικό συστατικό για πολλές θεμελιώδεις βιολογικές διεργασίες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι μεγάλη είδηση ότι το άζωτο είναι όλο και λιγότερο διαθέσιμο σε οικοσυστήματα σε όλο τον κόσμο.
Σε μια πρώτη στο είδος της ανάλυση, μια ομάδα ερευνητών με ένα ευρύ φάσμα ειδικοτήτων ανέλυσε δεδομένα αξίας άνω του ενός αιώνα για να καταλήξει στο εκπληκτικό αυτό συμπέρασμα. Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Science.
“Υπάρχει μια αρκετά μεγάλης κλίμακας μείωση στη διαθεσιμότητα αζώτου που… φαίνεται να έχει ξεκινήσει κάποια στιγμή γύρω στις αρχές του εικοστού αιώνα και φαίνεται να βρίσκεται σε εξέλιξη”, λέει στο IE η περιβαλλοντική ερευνήτρια Ρέιτσελ Μέισον, συν-συγγραφέας της νέας εργασίας.
Πολλοί παράγοντες – από τις πυρκαγιές και την κλιματική αλλαγή, έως τη βιομηχανοποιημένη γεωργία – οδηγούν την αλλαγή αυτή. Η Μέισον λέει ότι τα ευρήματα υπογραμμίζουν την πολυπλοκότητα του κύκλου αζώτου και του ευρύτερου γήινου συστήματος.
“Το σύστημα της Γης είναι περίπλοκο και το στρεσάρουμε με τόσους πολλούς διαφορετικούς τρόπους”, όπως δηλώνει.
Διάφοροι μηχανισμοί οδηγούν την αλλαγή
Οι περισσότερες περιβαλλοντικές ανησυχίες σχετικά με το άζωτο έχουν επικεντρωθεί στην υπεραφθονία του στοιχείου, όχι στην έλλειψη του. “Πριν εμπλακώ σε αυτή τη δουλειά, θα σκεφτόμουν, ναι, το άζωτο είναι ένα πρόβλημα επειδή υπάρχει πάρα πολύ από αυτό”, λέει η Mason. “Αυτό είναι απολύτως αληθές εάν μιλάτε για γεωργικές περιοχές και τις λίμνες και τους ωκεανούς κάτω από αυτές”. Στον Κόλπο του Μεξικού, για παράδειγμα, η περίσσεια λιπάσματος προκαλεί την άνθιση φυκιών που δημιουργούνται σε «νεκρές ζώνες», πολύ περιορισμένης βιοποικιλότητας.
Αλλά στην ξηρά, υπάρχει ένα εντελώς διαφορετικό σύνολο προβλημάτων που αποστραγγίζουν το προσβάσιμο άζωτο πολύ πιο γρήγορα από ό,τι μπορεί να αντικατασταθεί.
Ένα παράδειγμα είναι η εντατική βόσκηση των ζώων. “Εξάγουμε βοοειδή γεμάτα πρωτεΐνες από τα λιβάδια”, λέει η Mason. Ακριβώς όπως οι γεωργικές περιοχές στην Καλιφόρνια εξάγουν μια απίστευτη ποσότητα νερού με τη μορφή αγροτικών προϊόντων, ενώ άλλες πολιτείες με σημαντικές βιομηχανίες βοείου κρέατος καταλήγουν να εξάγουν μεγάλο μέρος του αζώτου από το έδαφός τους ως κρέας. “Σε ένα πρωτεϊνικό μόριο, ένα άτομο στα έξι είναι άζωτο”.
Οι φωτιές είναι άλλος ένας παράγοντας. “Μπορείτε να χάσετε πολύ άζωτο κατά τη διάρκεια των πυρκαγιών, οι οποίες φαινόταν να γίνονται όλο και πιο συχνές και πιο έντονες σε ορισμένες περιοχές”, λέει η Mason. Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει επίσης το πόσο άζωτο επανέρχεται στο έδαφος μέσω των φυσικών διεργασιών. “Οι αλλαγές στη θερμοκρασία και τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, τα τοπικά μικροκλίματα και οι κύκλοι έντονου κρύου έχουν επιπτώσεις στις μικροβιακές και φυτικές διεργασίες που καθορίζουν το άζωτο”, λέει.
Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις άνθρακα στην ατμόσφαιρα μπορεί επίσης να διαδραματίζουν κάποιο ρόλο. Το επιπλέον CO2 “μπορεί να προκαλέσει τη δέσμευση του αζώτου σε οργανική ύλη με τρόπο που το καθιστά μη διαθέσιμο σε άλλα φυτά”, όπως λέει η Μέισον.
Η έλλειψη αζώτου γίνεται σοβαρό πρόβλημα
Το άζωτο μαζί με το οξυγόνο, τον άνθρακα, το υδρογόνο, τον φώσφορο και το θείο είναι απαραίτητο για τη ζωή. Για παράδειγμα, είναι ένα απαραίτητο μέρος της φωτοσύνθεσης. “Χρειάζεσαι άζωτο για να παράγεις χλωροφύλλη”, λέει η Μέισον. Είναι επίσης ένα θεμελιώδες δομικό στοιχείο της πρωτεΐνης.
“Η μείωση της διαθεσιμότητας του αζώτου μεταφράζεται βασικά στη διαθεσιμότητα φυτικών πρωτεϊνών για φυτοφάγα έντομα και θηλαστικά βόσκησης. Αυτό μπορεί κάλλιστα να έχει επιπτώσεις στην ανάπτυξη και την αναπαραγωγή αυτών των πλασμάτων”, λέει ο Mason.
Είναι δύσκολο να εντοπίσουμε πώς τα μειωμένα επίπεδα διαθέσιμου αζώτου έχουν επηρεάσει την παραγωγικότητα των ζώων επειδή οι κτηνοτρόφοι αλλάζουν συνεχώς τη γενετική των ζώων για να παράγουν περισσότερα, “αλλά σε κάποιο σημείο… μπορεί να καταλήξουν να ανακαλύψουν ότι απλά δεν παίρνουν τόσο φαγητό από τα ζώα τους όσο έπαιρναν παλιά”, λέει ο Mason.
Τα μειωμένα επίπεδα αζώτου είναι σίγουρα μια συνέπεια με οικονομικό κόστος για τους κτηνοτρόφους. Σύμφωνα με μια εκτίμηση, οι κτηνοτρόφοι έχουν επενδύσει δισεκατομμύρια δολάρια σε επιπλέον ζωοτροφές, ώστε να αναπληρώσουν την χαμένη πρωτεΐνη. Υπάρχει επίσης λόγος να πιστεύουμε ότι τα έντομα υποφέρουν από την αλλαγή σε αυτά τα οικοσυστήματα.
“Είναι απολύτως λογικό ότι η μείωση της διαθεσιμότητας του αζώτου θα μπορούσε να είναι μία από τις κινητήριες δυνάμεις πίσω από τη λεγόμενη αποκάλυψη των εντόμων. Τα έντομα είναι τόσο σημαντικά για τα οικοσυστήματα που δεν θέλουμε να εξαφανιστούν όλα τα έντομα”.
Η κατανόηση του κύκλου αζώτου είναι περίπλοκη
Η Μέισον δηλώνει επίσης ότι είναι δύσκολο να εντοπίσουν τι σημαίνουν αυτά τα μειωμένα επίπεδα αζώτου για το μέλλον.
“Στην πραγματικότητα, η πρόβλεψη αυτών των επιπτώσεων γίνεται πραγματικά περίπλοκη επειδή όλα αλληλεπιδρούν με όλα τα άλλα”, λέει. Αυτό που είναι σημαντικό να θυμάστε, είναι ότι το θέμα δεν είναι αν υπάρχει πολύ άζωτο ή πολύ λίγο.
“Ασκούμε πίεση στα γήινα συστήματα με τόσους πολλούς διαφορετικούς τρόπους που θα καταλήξουμε σε ένα πραγματικά περίπλοκο – και μερικές φορές αντιπαραγωγικό – σύνολο προβλημάτων, που μπορεί να φαίνονται εντελώς διαφορετικά σε μια τοποθεσία, σε σύγκριση με μια άλλη”, λέει.
“Θα θέλαμε αυτό να ενισχύσει περισσότερο την αναγνώριση ότι το σύστημα της Γης είναι περίπλοκο”.
Πηγή: Interesting Engineering
Ακολουθήστε το Cibum 
