Uma equipe de agroquímicos da Rússia, Alemanha, e o Chile confirmou a chamada hipótese da roda ferrosa - a rotação do ferro no solo que o enriquece com nitrogênio orgânico. Os resultados do estudo foram publicados no Geochimica et Cosmochimica Acta Diário.

Os solos das florestas tropicais no sul do Chile são ricos em nitrogênio orgânico e inorgânico (N). Apesar da forte precipitação (mais de 5, 000 mm por ano), praticamente nenhum nitrogênio inorgânico (que muitas vezes é uma parte do NO ₃ grupo) é eluído do solo. Uma teoria que explica esse fenômeno é chamada de hipótese da roda ferrosa. De acordo com isso, o ferro no solo torna-se NÃO ₃ em NÃO ₂ que reage com substâncias orgânicas. É assim que o nitrogênio passa de compostos inorgânicos para orgânicos.

A hipótese da roda ferrosa foi sugerida em 2003, mas nenhuma prova experimental confiável foi fornecida desde então, fazendo a comunidade científica duvidar da teoria. Um agroquímico RUDN junto com seus colegas do Chile e da Alemanha foram os primeiros a provar que estava certo. Para fazer isso, eles usaram uma nova tecnologia:um dispositivo automatizado para obter uma amostra de nitrogênio inorgânico (SPIN) e um espectrômetro de massa quadrupolo.

A equipe preparou três amostras de solo - com alto e baixo teor de ferro e sem ferro. Cada amostra foi colocada no espectrômetro de massa e tratada com um campo elétrico alternado. Sob sua influência partículas carregadas (íons) com diferentes massas e cargas emergiram da amostra. Usando as trajetórias de cada íon, a equipe calculou a razão entre sua massa e carga e, portanto, a composição atômica inicial da amostra. As medições foram feitas 15 minutos, 1 hora, 24 horas, e 5 dias após a adição de ferro.

Para rastrear o caminho do nitrogênio de substâncias inorgânicas para orgânicas, os autores marcaram os átomos em NÃO ₃ usando isótopos de nitrogênio ¹⁵ N - os átomos com um nêutron adicional no núcleo em comparação com o nitrogênio "regular" ¹⁴ N. Esses isótopos têm propriedades químicas idênticas, mas é fácil diferenciá-los usando um espectrômetro de massa. Assim, os agroquímicos foram capazes de rastrear o movimento do nitrogênio entre as substâncias do solo.

Dentro de 15 minutos após a adição de ferro, o volume de NO ₃ reduzido em 20% na amostra com baixo teor de ferro e em 35% na amostra com alto teor de ferro. Demorou o mesmo tempo para que a concentração de nitrogênio orgânico dissolvido aumentasse de 0 mg por litro para 0,08. Em 5 dias, a concentração dobrou. Os mesmos processos ocorreram na amostra com menor teor de ferro, mas em uma velocidade mais lenta. Quanto à amostra de controle que não continha ferro, sem virar de NÃO ₃ em nitrogênio orgânico foi registrado nele.

"Nossos resultados confirmam claramente a hipótese sobre a transição do NO ₃ em nitrogênio orgânico dissolvido. A hipótese da roda ferrosa explica parcialmente a preservação de NO ₃ nos solos das florestas tropicais. Este estudo só se tornou possível devido à disponibilidade da nova tecnologia que proporcionava uma análise precisa de ferro e NO. ₃ conteúdo no solo sem quaisquer distorções, "disse Yakov Kuzyakov, um co-autor do trabalho, um Ph.D. em Biologia, e um membro da equipe da RUDN.

No futuro, a equipe planeja realizar estudos semelhantes para outros tipos de solos aos quais a hipótese da roda ferrosa também se aplica. Os autores destacam que o experimento foi realizado em laboratório e deve ser reproduzido em um ecossistema natural.

Os participantes do estudo também representaram a Universidade de La Frontera (Chile) e a Universidade de Goettingen (Alemanha).