6. lehekülg 10-st
Lämmastiku roll Maa atmosfääris.
Lämmastik- Maa atmosfääri põhielement. Selle peamine ülesanne on reguleerida oksüdatsiooni kiirust hapniku lahjendamise teel. Seega mõjutab lämmastik bioloogiliste protsesside kiirust ja intensiivsust.
Maa atmosfäärist lämmastiku eraldamiseks on kaks omavahel seotud viisi:
- 1) anorgaaniline,
- 2) biokeemiline.
Joonis 1. Geokeemiline lämmastikutsükkel (V.A. Vronsky, G.V. Voitkevitš)
Lämmastiku anorgaaniline eraldamine Maa atmosfäärist.
Maa atmosfääris elektrilahenduste mõjul (äikese ajal) või fotokeemiliste reaktsioonide käigus (päikesekiirgus) satuvad lämmastikuühendid (N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3 jne.) moodustatud. Need vihmavees lahustuvad ühendid langevad koos sademetega maapinnale, sattudes pinnasesse ja ookeanide vette.
Bioloogiline lämmastiku sidumine
Atmosfääri lämmastiku bioloogiline fikseerimine toimub:
- — pinnases — mügarbakterite poolt sümbioosis kõrgemate taimedega,
- - vees - planktoni mikroorganismid ja vetikad.
Bioloogiliselt seotud lämmastiku kogus on oluliselt suurem kui anorgaaniliselt fikseeritud lämmastiku oma.
Kuidas lämmastik Maa atmosfääri tagasi jõuab?
Elusorganismide jäänused lagunevad arvukate mikroorganismide toimel. Selle protsessi käigus läbib lämmastik, mis on osa organismide valkudest, mitmeid transformatsioone:
- — valkude lagunemisel moodustub ammoniaak ja selle derivaadid, mis seejärel sisenevad ookeanide õhku ja vette,
- — seejärel moodustavad ammoniaak ja muud lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid Nitrosomonase ja nitrobacteria bakterite mõjul mitmesuguseid lämmastikoksiide (N 2 O, NO, N 2 O 3 ja N 2 O 5). Seda protsessi nimetatakse nitrifikatsioon,
- - Lämmastikhape reageerib metallidega, moodustades soolasid. Neid sooli mõjutavad denitrifitseerivad bakterid,
- - pooleli denitrifikatsioon moodustub elementaarne lämmastik, mis suunatakse tagasi atmosfääri (näiteks maa-alused gaasijoad, mis koosnevad puhtast N 2 -st).
Kus leidub lämmastikku?
Lämmastik satub Maa atmosfääri vulkaanipursete käigus ammoniaagi kujul. Ülemistes atmosfäärikihtides ammoniaak (NH 3) oksüdeerub ja eraldab lämmastikku (N 2).
Lämmastik on mattunud ka settekivimitesse ja seda leidub suurtes kogustes bituumensetetes. Kuid see lämmastik siseneb atmosfääri ka nende kivimite piirkondliku metamorfoosi kaudu.
- Seega on lämmastiku peamiseks esinemisvormiks meie planeedi pinnal molekulaarne lämmastik (N 2) Maa atmosfääris.
See oli artikkel" Maa atmosfääris on lämmastikku 78%.
". Loe edasi: « Maa atmosfääris on hapnikku 21%.«
Artiklid teemal "Maa atmosfäär":
- Maa atmosfääri mõju inimkehale kõrguse suurenemisega.
- Maa atmosfääri kõrgus ja piirid.
Atmosfäär on meie planeedi gaasiline kest, mis pöörleb koos Maaga. Atmosfääris olevat gaasi nimetatakse õhuks. Atmosfäär on kontaktis hüdrosfääriga ja katab osaliselt litosfääri. Kuid ülemisi piire on raske määrata. Tavaliselt on aktsepteeritud, et atmosfäär ulatub ülespoole umbes kolm tuhat kilomeetrit. Seal voolab see sujuvalt õhuvabasse ruumi.
Maa atmosfääri keemiline koostis
Atmosfääri keemilise koostise kujunemine algas umbes neli miljardit aastat tagasi. Algselt koosnes atmosfäär ainult kergetest gaasidest – heeliumist ja vesinikust. Teadlaste sõnul olid Maa ümber gaasikooriku tekkimise esialgsed eeldused vulkaanipursked, mis koos laavaga eraldasid tohutul hulgal gaase. Seejärel algas gaasivahetus veeruumide, elusorganismide ja nende tegevuse saadustega. Õhu koostis muutus järk-järgult ja fikseeriti selle tänapäevasel kujul mitu miljonit aastat tagasi.
Atmosfääri põhikomponendid on lämmastik (umbes 79%) ja hapnik (20%). Ülejäänud protsent (1%) pärineb järgmistest gaasidest: argoon, neoon, heelium, metaan, süsinikdioksiid, vesinik, krüptoon, ksenoon, osoon, ammoniaak, väävel ja lämmastikdioksiid, dilämmastikoksiid ja süsinikmonooksiid, mis sisalduvad selles. üks protsent.
Lisaks sisaldab õhk veeauru ja tahkeid osakesi (õietolm, tolm, soolakristallid, aerosoollisandid).
Hiljuti on teadlased täheldanud mitte kvalitatiivset, vaid kvantitatiivset muutust mõnes õhu koostises. Ja selle põhjuseks on inimene ja tema tegevus. Ainuüksi viimase 100 aasta jooksul on süsihappegaasi tase oluliselt tõusnud! See on täis palju probleeme, millest globaalseim on kliimamuutus.
Ilmastiku ja kliima kujunemine
Atmosfäär mängib kriitilist rolli Maa kliima ja ilmastiku kujundamisel. Palju oleneb päikesevalguse hulgast, aluspinna iseloomust ja atmosfääri tsirkulatsioonist.
Vaatame tegureid järjekorras.
1. Atmosfäär edastab päikesekiirte soojust ja neelab kahjulikku kiirgust. Vanad kreeklased teadsid, et Päikesekiired langevad Maa eri osadele erinevate nurkade all. Sõna "kliima" ise tähendab vanakreeka keelest tõlgituna "kalle". Nii et ekvaatoril langevad päikesekiired peaaegu vertikaalselt, mistõttu on siin väga palav. Mida lähemal poolustele, seda suurem on kaldenurk. Ja temperatuur langeb.
2. Maa ebaühtlase kuumenemise tõttu tekivad atmosfääris õhuvoolud. Need on klassifitseeritud suuruse järgi. Kõige väiksemad (kümned ja sajad meetrid) on kohalikud tuuled. Sellele järgnevad mussoon- ja passaattuuled, tsüklonid ja antitsüklonid ning planeetide frontaalvööndid.
Kõik need õhumassid liiguvad pidevalt. Mõned neist on üsna staatilised. Näiteks passaattuuled, mis puhuvad subtroopikast ekvaatori poole. Teiste liikumine sõltub suuresti atmosfäärirõhust.
3. Atmosfäärirõhk on veel üks kliima teket mõjutav tegur. See on õhurõhk maapinnal. Teatavasti liiguvad õhumassid kõrge õhurõhuga alalt ala poole, kus see rõhk on madalam.
Kokku eraldatakse 7 tsooni. Ekvaator on madalrõhuala. Lisaks on mõlemal pool ekvaatorit kuni kolmekümnendate laiuskraadideni kõrgrõhuala. 30° kuni 60° - jälle madal rõhk. Ja 60°-st poolusteni on kõrgrõhuala. Nende tsoonide vahel ringlevad õhumassid. Need, mis tulevad merelt maale, toovad vihma ja halva ilma ning need, mis puhuvad mandritelt, toovad selge ja kuiva ilma. Õhuvoolude põrkekohtades tekivad atmosfääri frondid, mida iseloomustavad sademed ja sombune tuuline ilm.
Teadlased on tõestanud, et isegi inimese heaolu sõltub atmosfäärirõhust. Rahvusvaheliste standardite kohaselt on normaalne atmosfäärirõhk 760 mm Hg. kolonni temperatuuril 0 °C. See näitaja arvutatakse nende maa-alade kohta, mis on peaaegu merepinna tasemel. Kõrguse tõustes rõhk väheneb. Seetõttu näiteks Peterburi jaoks 760 mm Hg. - see on norm. Kuid kõrgemal asuva Moskva jaoks on normaalne rõhk 748 mm Hg.
Rõhk muutub mitte ainult vertikaalselt, vaid ka horisontaalselt. Seda on eriti tunda tsüklonite läbimise ajal.
Atmosfääri struktuur
Atmosfäär meenutab kihilist kooki. Ja igal kihil on oma omadused.
. Troposfäär- Maale lähim kiht. Selle kihi "paksus" muutub ekvaatorist kaugenedes. Ekvaatori kohal ulatub kiht ülespoole 16-18 km, parasvöötmes 10-12 km, poolustel 8-10 km.
Siin asub 80% kogu õhumassist ja 90% veeaurust. Siin tekivad pilved, tekivad tsüklonid ja antitsüklonid. Õhutemperatuur sõltub piirkonna kõrgusest. Keskmiselt väheneb see 0,65° C iga 100 meetri kohta.
. Tropopaus- atmosfääri üleminekukiht. Selle kõrgus ulatub mitmesajast meetrist 1-2 km-ni. Suvel on õhutemperatuur kõrgem kui talvel. Näiteks pooluste kohal on talvel -65° C. Ja ekvaatori kohal on igal aastaajal -70° C.
. Stratosfäär- see on kiht, mille ülemine piir asub 50-55 kilomeetri kõrgusel. Turbulents on siin väike, veeauru sisaldus õhus on tühine. Kuid osooni on palju. Selle maksimaalne kontsentratsioon on 20-25 km kõrgusel. Stratosfääris hakkab õhutemperatuur tõusma ja jõuab +0,8° C. See on tingitud asjaolust, et osoonikiht interakteerub ultraviolettkiirgusega.
. Stratopaus– madal vahekiht stratosfääri ja sellele järgneva mesosfääri vahel.
. Mesosfäär- selle kihi ülemine piir on 80-85 kilomeetrit. Siin toimuvad keerulised fotokeemilised protsessid, mis hõlmavad vabu radikaale. Just nemad annavad meie planeedile õrna sinise kuma, mida kosmosest nähakse.
Enamik komeete ja meteoriite põleb mesosfääris ära.
. Mesopaus- järgmine vahekiht, mille õhutemperatuur on vähemalt -90°.
. Termosfäär- alumine piir algab 80–90 km kõrguselt ja kihi ülemine piir kulgeb ligikaudu 800 km kõrgusel. Õhutemperatuur tõuseb. See võib varieeruda vahemikus +500° C kuni +1000° C. Päevasel ajal ulatuvad temperatuurikõikumised sadadesse kraadidesse! Kuid siinne õhk on nii haruldane, et mõiste "temperatuur" mõistmine nii, nagu me seda ette kujutame, pole siin kohane.
. Ionosfäär- ühendab mesosfääri, mesopausi ja termosfääri. Siinne õhk koosneb peamiselt hapniku- ja lämmastikumolekulidest, samuti kvaasineutraalsest plasmast. Ionosfääri sisenevad päikesekiired ioniseerivad tugevalt õhumolekule. Alumises kihis (kuni 90 km) on ionisatsiooniaste madal. Mida kõrgem, seda suurem on ionisatsioon. Niisiis koonduvad elektronid 100–110 km kõrgusel. See aitab peegeldada lühikesi ja keskmisi raadiolaineid.
Ionosfääri kõige olulisem kiht on ülemine, mis asub 150-400 km kõrgusel. Selle eripära on see, et see peegeldab raadiolaineid ja see hõlbustab raadiosignaalide edastamist märkimisväärsetel vahemaadel.
Just ionosfääris esineb selline nähtus nagu aurora.
. Eksosfäär- koosneb hapniku-, heeliumi- ja vesinikuaatomitest. Selle kihi gaas on väga haruldane ja vesinikuaatomid pääsevad sageli kosmosesse. Seetõttu nimetatakse seda kihti "dispersiotsooniks".
Esimene teadlane, kes väitis, et meie atmosfääril on kaal, oli itaallane E. Torricelli. Ostap Bender näiteks kurtis oma romaanis “Kuldvasikas”, et iga inimest surub alla 14 kg kaaluv õhusammas! Aga suur skeemitaja eksis veidi. Täiskasvanu kogeb survet 13-15 tonni! Aga me ei tunne seda raskust, sest atmosfäärirõhku tasakaalustab inimese siserõhk. Meie atmosfääri kaal on 5 300 000 000 000 000 tonni. See näitaja on kolossaalne, kuigi see on vaid miljondik meie planeedi kaalust.
Vähemalt atmosfääriline võlgneb oma päritolu mitte niivõrd Päikesele, kuivõrd eluprotsessidele. Elemendi nr 7 sisalduse erinevus litosfääris (0,01%) ja atmosfääris (75,6% massist või 78,09% mahust) on silmatorkav. Üldiselt elame hapnikuga mõõdukalt rikastatud lämmastikuatmosfääris.
Vahepeal ei ole leitud vabu ei Päikesesüsteemi teistelt planeetidelt ega komeetide või muude külmakosmose objektide koosseisus. Seal on selle ühendid ja radikaalid - CN*, NH*, NH*2, NH*3, aga lämmastikku pole. Tõsi, Veenuse atmosfääris registreeriti umbes 2% lämmastikku, kuid see arv vajab veel kinnitust.
Arvatakse, et elementi 7 ei olnud Maa primaarses atmosfääris. Kust see siis õhust tuleb? Ilmselt koosnes meie planeedi atmosfäär algselt maa sooltes tekkinud lenduvatest ainetest: H2, H2O, CO2, CH4, NH3. Tasuta, kui see tuli välja vulkaanilise tegevuse tulemusena, muutus see ammoniaagiks. Tingimused selleks olid kõige sobivamad: liigne vesinik, kõrgendatud temperatuur – Maa pind polnud veel jahtunud. Mida siis tähendab see, et lämmastik oli esmakordselt atmosfääris ammoniaagi kujul? Ilmselt nii. Meenutagem seda asjaolu.
Kuid siis tekkis elu... Vladimir Ivanovitš Vernadski väitis, et "maa gaasikest, meie õhk, on elu loomine". Just elu käivitas fotosünteesi kõige hämmastavama mehhanismi. Üks selle protsessi lõpp-produktidest - vaba - hakkas aktiivselt ühinema ammoniaagiga, vabastades molekulaarset lämmastikku:
Fotosüntees
СО2 + 2H2O → НСО + НаО + О2;
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
Ja lämmastik, nagu teada, tavatingimustes üksteisega ei reageeri, mis võimaldas maa õhul säilitada "status quo" koostise. Pange tähele, et märkimisväärne osa ammoniaagist võis hüdrosfääri moodustumise ajal vees lahustuda.
Tänapäeval on põhiliseks atmosfääri siseneva N2 allikaks vulkaanilised gaasid.
Kui purustate kolmikside...
Olles hävitanud seotud aktiivse lämmastiku ammendamatud varud, seisis elusloodus silmitsi probleemiga, kuidas lämmastikku siduda, mis vabas molekulaarses olekus osutus väga inertseks. Selle põhjuseks on selle kolmikmolekul: N≡ N.
Tavaliselt on selle paljususega sidemed ebastabiilsed. Meenutagem atsetüleeni klassikalist näidet: NS≡ SN. Selle molekuli kolmikside on väga habras, mis seletab selle gaasi uskumatut keemilist aktiivsust. Kuid lämmastikus on siin selge anomaalia: selle kolmikside moodustab kõigist teadaolevatest kaheaatomilistest molekulidest stabiilseima. Selle ühenduse hävitamine nõuab tohutuid jõupingutusi. Näiteks ammoniaagi tööstuslikuks sünteesiks on vaja rõhku üle 200 atm ja temperatuuri üle 500 °C ning isegi kohustuslikku katalüsaatorite olemasolu... Lahendades lämmastiku sidumise probleemi, tuli loodusel luua pidev ammoniaagi tootmine. lämmastikuühendid äikesemeetodil.
Statistika ütleb, et igal aastal lööb meie planeedi atmosfääri rohkem kui kolm miljardit välku. Üksikute tühjenduste võimsus ulatub 200 miljoni kilovatini ja õhku soojendatakse (loomulikult kohapeal) 20 tuhande kraadini. Sellisel koletul temperatuuril lagunevad hapniku- ja lämmastikumolekulid aatomiteks, mis üksteisega kergesti reageerides moodustavad hapra lämmastikoksiidi:
N2 + O2 → 2NO
Tänu kiirele jahutamisele (pikselöök kestab kümnetuhandik sekundit) lämmastikoksiid ei lagune ja oksüdeerub õhuhapniku toimel vabalt stabiilsemaks dioksiidiks
2NO + O2 → 2NO2.
Atmosfääri niiskuse ja vihmapiiskade juuresolekul muutub lämmastikdioksiid lämmastikhappeks:
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
Nii saame värske äikesetormi kätte sattudes võimaluse ujuda nõrgas lämmastikhappe lahuses. Mulda tungides moodustab atmosfäärivesi oma ainetega erinevaid looduslikke väetisi.
Lämmastikku fikseeritakse atmosfääris ka fotokeemiliste vahenditega: neelanud valguskvanti, läheb N2 molekul ergastatud, aktiveeritud olekusse ja on võimeline ühinema hapnikuga.
Lämmastik- Maa atmosfääri põhielement. Selle peamine ülesanne on reguleerida oksüdatsiooni kiirust hapniku lahjendamise teel. Seega mõjutab lämmastik bioloogiliste protsesside kiirust ja intensiivsust.
Lämmastiku eraldamiseks atmosfäärist on kaks omavahel seotud viisi:
- 1) anorgaaniline,
- 2) biokeemiline.
Joonis 1. Geokeemiline lämmastikutsükkel (V.A. Vronsky, G.V. Voitkevitš)
Anorgaanilise lämmastiku eraldamine atmosfäärist
Atmosfääris tekivad elektrilahenduste mõjul (äikese ajal) või fotokeemiliste reaktsioonide käigus (päikesekiirgus) lämmastikuühendid (N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3 jne). . Need vihmavees lahustuvad ühendid langevad koos sademetega maapinnale, sattudes pinnasesse ja vette.
Bioloogiline lämmastiku sidumine
Atmosfääri lämmastiku bioloogiline fikseerimine toimub:
- - mullas - mügarbakterid sümbioosis kõrgemate taimedega,
- - vees - planktoni mikroorganismid ja vetikad.
Bioloogiliselt seotud lämmastiku kogus on oluliselt suurem kui anorgaaniliselt fikseeritud lämmastiku oma.
Kuidas lämmastik atmosfääri tagasi jõuab?
Elusorganismide jäänused lagunevad arvukate mikroorganismide toimel. Selle protsessi käigus läbib lämmastik, mis on osa organismide valkudest, mitmeid transformatsioone:
- - valkude lagunemisel moodustub ammoniaak ja selle derivaadid, mis seejärel sisenevad ookeanide õhku ja vette,
- - seejärel moodustavad ammoniaak ja muud lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid Nitrosomonase ja nitrobacteria bakterite mõjul mitmesuguseid lämmastikoksiide (N 2 O, NO, N 2 O 3 ja N 2 O 5). Seda protsessi nimetatakse nitrifikatsioon,
- - Lämmastikhape reageerib metallidega, moodustades soolasid. Neid sooli mõjutavad denitrifitseerivad bakterid,
- - pooleli denitrifikatsioon moodustub elementaarne lämmastik, mis suunatakse tagasi atmosfääri (näiteks maa-alused gaasijoad, mis koosnevad puhtast N 2 -st).
Kus leidub lämmastikku?
Lämmastik satub atmosfääri vulkaanipursete ajal ammoniaagi kujul. Ülemistes atmosfäärikihtides ammoniaak (NH 3) oksüdeerub ja eraldab lämmastikku (N 2).
Lämmastik on mattunud ka settekivimitesse ja seda leidub suurtes kogustes bituumensetetes. Kuid see lämmastik siseneb atmosfääri ka nende kivimite piirkondliku metamorfoosi kaudu.
- Seega on lämmastiku peamiseks esinemisvormiks meie planeedi pinnal molekulaarne lämmastik (N 2) Maa atmosfääris.
Miks on Maa atmosfääris nii palju lämmastikku? ja sain parima vastuse
Marat[guru] vastus
Võib tuvastada mitmeid põhjuseid. PÕHINE: Maa on ainus planeet päikesesüsteemis, kus valguline eluvorm on moodustunud, stabiliseerunud ja areneb edasi. Maa primaarse atmosfääri koostis oli lihtsam: domineerisid kuuma veeaur ja CO2, vulkaaniliste gaaside põhiproduktid. Pärast atmosfääri jahtumist põhjustasid fotosünteesi ja vee kondenseerumise protsessid CO2 osakaalu olulise vähenemise ja vaba hapniku ilmumise. TÄHTIS punkt: valkude lagunemisproduktide (loomade ja taimede) hulgas mängivad olulist rolli uurea (uurea) ja kusihape. Need ained omakorda läbivad järk-järgult pöördumatu (!) hüdrolüüsi koos ammoniaagi (NH3) moodustumisega. TÄHTIS: NH3 on kergem gaas kui O2, CO2 ja veeauru segu – seetõttu tõuseb see järk-järgult atmosfääri ülemistesse kihtidesse, kus hakkab ultraviolettkiirte mõjul koos molekulaarse hapnikuga aeglaselt oksüdeeruma, moodustades vaba. LÄMMAStik ja vesi: NH3 + O2 => N2 + H2O. Kuna lämmastik on suhteliselt raske gaas, hoiab seda Maa gravitatsiooniväli. Lõpetuseks ärge unustage, et NORMAALSETES tingimustes on N2 keemiliselt väga inertne aine; see tegur aitab kaasa ka molekulaarse lämmastiku kogunemisele meie planeedi atmosfääri.
Marat
Valgustunud
(25806)
Re: "Ma ei saa siiani aru, miks on Marsi ja Veenuse atmosfääris nii vähe lämmastikku."
Sest biomassi pole kunagi olnud sellistes kogustes kui Maal.
Re: "Tõenäoliselt tahate öelda, et teistel planeetidel esindab lämmastikku peamiselt ammoniaak."
Ma ei öelnud seda :)
Re: "Ammoniaak on kerge ja seetõttu pääseb atmosfäärist välja."
See ei leki minema, vaid jõuab ultraviolettkiirte toimetsooni.
Re: "Aga tõsiasi on see, et ammoniaaki on Marsi ja Veenuse atmosfääris isegi vähem kui heelium (heelium on väga kerge gaas)"
Nõus.
Re "Ja sealt ei teki ammoniaagi jaoks midagi, pole elu ega orgaanilist ainet."
Täpselt nii, seda ma mõtlesin.
Vastus alates Yergei Zaika[guru]
tere, ei, aga hiiglaslikel planeetidel, Jupiteril ja Saturnil, pole ka lämmastikku? Lõik... Lämmastik ise on keemiliselt neutraalne ja seda on nii palju, teised gaasid on keemiliselt agressiivsemad ja reageerivad kõige ja kõigiga, seega eksisteerivad nad seotud olekus soolade ja mineraalide kujul kivimites.
Vastus alates Kirill Nikitin[guru]
Ma pole kindel, kuid arvan, et see on tingitud suurenenud lämmastikutsüklist elusorganismide (valkude) mõjul.
Vastus alates Mihhail Levin[guru]
Püüan mõelda...
Lämmastik on väga levinud element, nii et seda peaks kõikjal olema palju.
Gaasi olemasolu atmosfääris sõltub sissevoolu (planeedi sisemusest) ja kosmosesse väljavoolu tasakaalust.
Lämmastik on kergem kui CO2, seega kaob see kiiremini. Tõenäoliselt ei suuda Marss seda lihtsalt hoida (nagu Maa ei suuda hoida vesinikku ega heeliumi).
Kuid Veenusega on suur küsimus. Selle atmosfääris on 4% lämmastikku, kuid atmosfäär ise on koletu; pole tõsi, et selles on absoluutarvudes vähem lämmastikku kui Maal.
Teine asi on see, et Maa atmosfääris on väga vähe süsihappegaasi (kuigi see eraldub sügavusest). Siin on küsimus vee ja seda ühendava elu olemasolus.
Vastus alates ARTEM.[meister]
Atmosfäärilämmastiku fikseerimine looduses toimub kahes põhisuunas – abiogeenses ja biogeenses. Esimene rada hõlmab peamiselt lämmastiku reaktsioone hapnikuga. Kuna lämmastik on keemiliselt väga inertne, on oksüdatsiooniks vaja palju energiat (kõrgeid temperatuure). Need tingimused saavutatakse pikselöögi ajal, kui temperatuur jõuab 25 000 °C või rohkem. Sel juhul tekivad mitmesugused lämmastikoksiidid. Samuti on võimalus, et abiootiline fikseerimine toimub fotokatalüütiliste reaktsioonide tulemusena pooljuhtide või lairiba dielektrikute (kõrbeliiv) pinnal.
Põhiline osa molekulaarsest lämmastikust (umbes 1,4 108 t/aastas) fikseeritakse aga biootiliselt. Pikka aega arvati, et molekulaarset lämmastikku suudavad siduda vaid vähesed mikroorganismide liigid (kuigi Maa pinnal laialt levinud): bakterid Azotobacter ja Clostridium, liblikõieliste taimede mügarbakterid Rhizobium, tsüanobakterid Anabaena, Nostoc jne. Nüüdseks on teada, et paljudel inimestel on see võime ka teistel vees ja pinnases leiduvatel organismidel, näiteks lepa ja teiste puude mugulatel esinevad aktinomütseedid (kokku 160 liiki). Kõik need muudavad molekulaarse lämmastiku ammooniumühenditeks (NH4+). See protsess nõuab märkimisväärset energiakulu (1 g õhulämmastiku fikseerimiseks kulutavad kaunviljade sõlmedes olevad bakterid umbes 167,5 kJ, see tähendab, et nad oksüdeerivad umbes 10 g glükoosi). Seega on näha taimede ja lämmastikku siduvate bakterite sümbioosist saadav vastastikune kasu - esimesed pakuvad viimastele "elukohta" ja varustavad fotosünteesi tulemusel saadud "kütust" - glükoosi, teised annavad lämmastikku. taimede jaoks vajalik kujul, mida nad suudavad omastada.
Biogeensete lämmastiku sidumisprotsesside tulemusena tekkiv ammoniaagi ja ammooniumiühendite kujul olev lämmastik oksüdeerub kiiresti nitraatideks ja nitrititeks (seda protsessi nimetatakse nitrifikatsiooniks). Viimased, mida ei ühenda taimekuded (ja edasi mööda toiduahelat taimtoidulised ja kiskjad), ei püsi mullas kaua. Enamik nitraate ja nitriteid lahustuvad hästi, mistõttu uhub vesi need minema ja lõpuks jõuab maailmamerre (selle vooluhulgale hinnatakse 2,5–8·107 t/aastas).
Taimede ja loomade kudedes sisalduv lämmastik läbib pärast nende surma ammonifikatsiooni (lämmastikku sisaldavate kompleksühendite lagunemine ammoniaagi ja ammooniumiioonide vabanemisega) ja denitrifikatsiooni, see tähendab aatomi lämmastiku ja selle oksiidide vabanemist. . Need protsessid toimuvad täielikult mikroorganismide aktiivsuse tõttu aeroobsetes ja anaeroobsetes tingimustes.
Inimtegevuse puudumisel on lämmastiku sidumise ja nitrifikatsiooni protsessid peaaegu täielikult tasakaalustatud denitrifikatsiooni vastupidiste reaktsioonidega. Osa lämmastikust satub vulkaanipursetega vahevööst atmosfääri, osa on kindlalt fikseeritud pinnases ja savimineraalides, lisaks lekib pidevalt lämmastikku atmosfääri ülemistest kihtidest planeetidevahelisse ruumi.