¿Por qué se encuentra el nitrógeno 15 casi exclusivamente en ambientes marinos?

Question

Preludio

La siguiente historia que me contó a principios de este verano

Cada año durante el mes de octubre, el Pacífico lluvia crea un ideal de desove condición para el salvaje salmón del Pacífico en la costa de los bosques de la Columbia Británica. Por supuesto, cuando pensamos en el salmón nadando aguas arriba, en el Noroeste del Pacífico, algunas de las imágenes podría venir a la mente.

Los osos negros y los osos pardos llevar cientos de kilos de pescado fuera del agua y en el bosque para consumir. Naturalmente, en las áreas próximas a los ríos, los cadáveres están esparcidos a lo largo, con los osos tener comían lo que querían, dejando el resto para descomponerse.

Los científicos hace varios años se llevó a estudiar la absorción de nitrógeno y se encontró que los árboles en las cercanías del río recibido una cantidad significativa de sus nutrientes a partir de los peces. A través de sus hallazgos mostraron un caso que invierte la tierra hacia el mar el flujo de los nutrientes. El estudio ha sido utilizado para argumentar a favor de la dedicación de recursos para reconstruir y mantener salvaje del pacífico salmón.

Fuente: Fundación David Suzuki

---

La química y la Pregunta

El estudio sobre los usos de la abundancia de $\ce {^{15}N}$ encuentra de forma natural en el océano, y se transporta a través de salmón, para apoyar sus conclusiones. $\ce {^{15}N}$ tiene un 0.365% de la abundancia natural, y de acuerdo a la historia, que se encuentra casi exclusivamente en ambientes marinos. Lo que nos lleva a mi pregunta: ¿por qué? ¿Por qué es este isótopo en gran parte se encuentra en el océano y no en la tierra?

Answer 1

Vamos a empezar que la sentencia se encuentra en la fuente proporcionada:

los isótopos de nitrógeno 15, que se encuentra casi exclusivamente en ambientes marinos

es engañoso y simplemente incorrecta.

Ahora a algunos conceptos básicos. Cuando hablamos de los isótopos en ciencias ambientales, nunca utilizamos los valores absolutos de un isótopo de contenido. En su lugar usamos la proporción de isótopos:

$$\text{Ratio (R)} = \frac{\text{heavy isotope abundance}}{\text{light isotope abundance}}$$

Sin embargo, las proporciones de sí mismos que no son muy útiles, por lo que el delta ($\delta$) se utiliza la notación:

$$\delta[^0\!\!/\!_{00}] = \left(\frac{R_{\mathrm{sample}}}{R_{\mathrm{standard}}}-1\right)\times1000$$

Todas las normas tienen el valor de delta igual a $0$ por convenio. No hay un estándar internacional de material para cada isótopo, por ejemplo, para $\ce{^13C/^12C}$ ratio es VPDB (Viena PeeDee Belemnite), y para $\ce{^15N/^14N}$ es nitrógeno atmosférico. Esta última norma fue elegida debido a que el contenido de la $\ce{^15N}$ de los isótopos de nitrógeno atmosférico es uniforme en todo el mundo y no varían significativamente con el tiempo. Muchos químicos, físicos y bioquímicos de los procesos de causar el llamado fraccionamiento isotópico a ocurrir - los resultados en el aumento de la (enriquecimiento) o disminución (disminución) de la proporción de isótopos.

OK, sabemos de la terminología, así que ahora a el punto. En general, los procesos metabólicos de los organismos vivos causa de enriquecimiento de nitrógeno. La medida del enriquecimiento depende del nivel trófico (posición en la cadena alimentaria) y la dieta de fuentes de nitrógeno. El mayor enriquecimiento se encuentra en los ecosistemas terrestres los herbívoros, mientras que los organismos marinos generalmente muestran un menor $\delta\ce{^14N}$ valores. A la luz de los hechos, la citada frase no tiene sentido, y es probablemente el resultado de una mala interpretación de algunos científicos de papel.

Hay un montón de literatura sobre el tema, si usted está interesado. Te puedo dar una buena referencia como punto de partida:

M. A. Vanderklift, S. Ponsard. Fuentes de variación en el consumo de la dieta $\delta\ce{^15N}$ enriquecimiento: un meta-análisis. Oecologia (2003) 136:169-182 DOI 10.1007/s00442-003-1270-z.