Gesteente blijkt onverwachte bron van stikstof

De lucht bestaat voor 80 procent uit stikstof. Tot nu toe werd gedacht dat alle stikstof in de bodem afkomstig is uit de lucht. Nu blijkt dat meer dan een kwart daarvan ontstaat bij de verwering van gesteente.

Dit is het sedimentaire gesteente van de Grand Canyon. Deze soort gesteente bevat grote hoeveelheden stikstof.
Bron: Scott Morford

Deze bevindingen kunnen effect hebben op klimaatmodellen, omdat stikstof de groei van bomen en planten beïnvloedt.

Het is al langer bekend dat stikstof zich gedurende miljarden jaren heeft opgehoopt in gesteente door stikstof producerende organismen die vast kwamen te zitten in de aarde. Vooral sedimentair gesteente, dat ontstaat door de afzetting van organisch materiaal, bevat daarom veel stikstof. Men dacht dat deze stikstof niet of nauwelijks terugkeerde in de bovenste aardbodemlaag.

Maar de Amerikaanse onderzoekers tonen aan dat de stikstof wel degelijk vrijkomt. Tot deze conclusie kwamen ze door de hoeveelheid stikstof in gesteente op enkele plekken te onderzoeken, de stikstofbalans op aarde te analyseren en te kijken of en hoeveel stikstof er vrijkomt bij de verwering van ouder gesteente. Met deze informatie ontwikkelden ze een model om de wereldwijde invloed van stikstof uit gesteente te schatten.

Planten en bomen

De bossen met sequoia bomen (redwood) in het noorden van California groeien vaak ook stikstofrijk gesteente.
Bron: Scott Morford

Uit het onderzoek bleek dat er stikstof vrijkomt als het gesteente verweert, bijvoorbeeld door tektonische bewegingen of chemische reacties met regenwater. Eenmaal in de bodem kan het dienen als voedingsstof voor planten.

Planten hebben stikstof nodig om te groeien en bladgroen aan te maken. Die stikstof kunnen ze niet direct uit de lucht halen. Ze nemen het alleen op als het gebonden is in de vorm van ammonium of nitraat.

Tot nu toe waren er twee manieren bekend waarop deze stikstofverbindingen in de bodem terechtkomen: bacteriën in de aardbodem zetten stikstof uit de lucht om in de verbindingen. En sinds de introductie van landbouw, wordt er stikstof aan de bodem toegevoegd in de vorm van (kunst)mest.

Nu blijkt er een derde voedingsbron te zijn voor bomen en planten: stikstof uit gesteente.

Vermiste stikstof

Met deze bevinding kan eindelijk verklaard worden waarom onderzoekers eerder al meer stikstof in de grond en in planten vonden dan ze konden verklaren door opname uit de lucht. De hoeveelheid stikstof die de Amerikaanse onderzoekers vonden in gesteente en de snelheid waarmee het vrijkomt, blijkt zelf tamelijk precies overeen te komen met de ontbrekende hoeveelheid.

Dit betekent ook dat er meer stikstof beschikbaar is voor de groei van bossen en grasland. Daardoor kunnen ze waarschijnlijk meer koolstofdioxide opnemen dan volgens de huidige modellen mogelijk is. Wat dit precies betekent voor de klimaatmodellen is nog niet zeker.

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder:

Over de auteur

Dorine Schenk

Dorine Schenk is freelance wetenschapsjournalist voor o.a. NRC en New Scientist. Ze studeerde (astro-)deeltjesfysica aan de Universiteit van Amsterdam. Daarnaast houdt ze van hardlopen. Volg haar op Twitter via @dorineschenk.



Plaats een reactie