Kväve är av grundläggande betydelse för livet på jorden. Beroende på de former och föreningar som det förekommer i, det kan främja livet, men också begränsa det. Dessutom, vissa kväveföreningar, som lustgas, är extremt effektiva växthusgaser i atmosfären. Det är därför viktigt att förstå bildningsprocesserna av olika kväveföreningar i naturen och de faktorer som påverkar dessa processer.

Forskare vid GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel har nu för första gången lyckats direkt detektera en oceanisk process som är grundläggande för kvävets kretslopp, den så kallade nitrifikationen, genom att mäta den kortlivade föreningen hydroxylamin. "Denna upptäckt är annars bara möjlig med mycket komplexa analyser i speciella landlaboratorier. Med den nya metoden, vi kunde utföra mätningarna ombord, " förklarar marinkemisten Dr Frederike Korth från GEOMAR. Hon är huvudförfattaren till studien, som nu har publicerats i den internationella tidskriften Geofysiska forskningsbrev .

Hydroxylamin (NH ₂ OH) är en förening av kväve med väte och syre som sönderdelas mycket snabbt om syre är närvarande. "Det är därför det inte har gjorts några mätningar av hydroxylamin från haven hittills, " förklarar Prof. Dr. Hermann Bange från GEOMAR, chef för arbetsgruppen och medförfattare till den nya studien.

Dock, kemisterna från Kiel, som är specialiserade på mätningar i havet, kunde bestämma löst hydroxylamin i vattenprover från ett flertal stationer under flera expeditioner med de tyska forskningsfartygen MARIA S. MERIAN och METEOR till Stilla havet och Atlanten. "Föreningen kan vara en föregångare till dikväveoxid i kvävecykeln, men bara i omvandlingsprocessen av nitrifikation, " förklarar Korth. En jämförelse av lustgas- och hydroxylaminkoncentrationer i havsvatten ger därför en relativt snabb och enkel indikation på förekomsten av denna process.

Metoden som användes var redan känd i teorin, men det fanns fortfarande problem med kemiska störningar. "För vår studie, vi har nu - för första gången - hittat ett tillförlitligt sätt att bestämma hydroxylaminkoncentrationer i havsvatten ombord, säger professor Bange.

Med denna nya metod, det finns nu ett relativt enkelt och snabbt sätt att avgöra var nitrifikation sker i havet – och i slutändan var lustgas kan bildas i havet som ett resultat av denna process. "Självklart, många fler mätningar är nödvändiga för att göra globala uttalanden. Men ju enklare analyserna är, desto mer sannolikt är det att vi kommer att få de stora mängder data vi behöver för att sätta ihop ytterligare bitar i kvävecykelns pussel, " betonar professor Bange.