Stikstof is van fundamenteel belang voor het leven op aarde. Afhankelijk van de vormen en verbindingen waarin het voorkomt, het kan het leven bevorderen, maar beperk het ook. In aanvulling, sommige stikstofverbindingen, zoals lachgas, zijn uiterst effectieve broeikasgassen in de atmosfeer. Het is daarom belangrijk om de vormingsprocessen van verschillende stikstofverbindingen in de natuur en de factoren die deze processen beïnvloeden te begrijpen.

Onderzoekers van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel zijn er nu voor het eerst in geslaagd om direct een oceanisch proces te detecteren dat fundamenteel is voor de stikstofcyclus, de zogenaamde nitrificatie, door de kortlevende verbinding hydroxylamine te meten. “Deze detectie is anders alleen mogelijk met zeer complexe analyses in speciale onshore laboratoria. Met de nieuwe methode, we hebben de metingen aan boord kunnen uitvoeren, " legt marien scheikundige Dr. Frederike Korth van GEOMAR uit. Zij is de hoofdauteur van de studie, die nu is gepubliceerd in het internationale tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

Hydroxylamine (NH ₂ OH) is een verbinding van stikstof met waterstof en zuurstof die zeer snel ontleedt als er zuurstof aanwezig is. "Dit is de reden waarom er tot nu toe geen metingen van hydroxylamine uit de oceanen zijn geweest, " legt Prof. Dr. Hermann Bange van GEOMAR uit, hoofd van de werkgroep en co-auteur van de nieuwe studie.

Echter, de chemici uit Kiel, die gespecialiseerd zijn in metingen in de oceaan, konden tijdens verschillende expedities van de Duitse onderzoeksschepen MARIA S. MERIAN en METEOR naar de Stille en Atlantische Oceaan opgelost hydroxylamine bepalen in watermonsters van tal van stations. "De verbinding kan een voorloper zijn van lachgas in de stikstofcyclus, maar alleen in het transformatieproces van nitrificatie, ", legt Korth uit. Een vergelijking van lachgas- en hydroxylamineconcentraties in oceaanwater geeft dus een relatief snelle en eenvoudige indicatie van het optreden van dit proces.

De gebruikte methode was in theorie al bekend, maar er waren nog steeds problemen met chemische interferenties. "Voor ons onderzoek we hebben nu -voor het eerst- een betrouwbare manier gevonden om hydroxylamineconcentraties in zeewater aan boord te bepalen, ’ zegt professor Bange.

Met deze nieuwe methode er is nu een relatief eenvoudige en snelle manier om te bepalen waar nitrificatie plaatsvindt in de oceaan - en uiteindelijk waar lachgas zich kan vormen in de oceaan als gevolg van dit proces. "Natuurlijk, er zijn veel meer metingen nodig om globale uitspraken te kunnen doen. Maar hoe eenvoudiger de analyses zijn, hoe waarschijnlijker het is dat we de grote hoeveelheden gegevens zullen ontvangen die we nodig hebben om verdere stukjes in de puzzel van de stikstofcyclus te verzamelen, " benadrukt professor Bange.