El nitrógeno es el gas más abundante de la atmósfera terrestre ya que se encuentra en una proporción del 78% en el aire.

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Sin embargo, a diferencia del oxígeno (que está en una proporción del 21%), no puede ser utilizado directamente por la mayoría de los seres vivos.

Para que éstos puedan asimilarlo e incorporarlo a las moléculas orgánicas se requiere toda una serie de pasos que constituyen el llamado ciclo del nitrógeno en la naturaleza.

Primero debe ser fijado por ciertas bacterias para poder pasar después a los vegetales y animales. Es un elemento fundamental en muchos procesos bioquímicos celulares porque forma parte de los aminoácidos que constituyen las proteínas de todos los seres vivos.

También está presente en las bases nitrogenadas de los nucleótidos del ADN y ARN, así como en el ATP o moneda energética de las células, en muchas vitaminas, etc.

Y, lo mismo que ocurre con el oxígeno, el carbono y muchos otros elementos químicos fundamentales de los seres vivos, no hay otros elementos alternativos en toda la tabla periódica que puedan sustituirlos.

En la entrada anterior, hemos visto cómo para producir un incendio en un bosque se requiere aplicar una cierta energía previa. Esto es debido a la naturaleza relativamente no reactiva del oxígeno a temperatura ambiente.

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Sin embargo, cuando el fuego ya está encendido, éste genera el calor suficiente para mantenerse activo y puede llegar a ser muy peligroso y destructor. ¿Por qué entonces los incendios no arrasan todos los bosques y estructuras orgánicas del planeta?

La respuesta está en el efecto retardante de otro gas, el nitrógeno, que es mucho más abundante en la atmósfera. Este gas tiene la capacidad de absorber rápidamente el calor generado por las llamas y enfriar así el aire circundante, con lo cual se reduce la velocidad de activación del oxígeno y, por tanto, la velocidad a la que se propagan los incendios.

En general, cuando en el aire atmosférico el tanto por ciento de oxígeno baja a un 15% y, al mismo tiempo, el nitrógeno sube al 85%, los incendios forestales tienden a apagarse espontáneamente.

Además, la gran cantidad de nitrógeno atmosférico impide que los océanos de la Tierra se evaporen ya que le proporciona presión y densidad al aire que hay sobre ellos.

Si no fuera por el nitrógeno, la evaporación de los mares aumentaría el vapor de agua en la atmósfera y esto incrementaría el efecto invernadero con el consiguiente y peligroso aumento de la temperatura.

Afortunadamente, la molécula de nitrógeno (N2) no es un gas de efecto invernadero. En cambio, el vapor de agua (H2O) y el dióxido de carbono (CO2) sí lo son. De ahí que solo puedan estar presentes en la atmósfera en concentraciones pequeñas para no incrementar dicho efecto.

El secreto de la estabilidad del nitrógeno en presencia de oxígeno reside en el triple enlace que posee la molécula de nitrógeno atmosférico (N2) que une a sus dos átomos (NºN).

Dicho enlace es mucho más fuerte que el doble enlace oxígeno-oxígeno (O=O) de la molécula de oxígeno (O2) y a esto se debe que ambos gases puedan coexistir en la atmósfera de la Tierra sin cambios.

Aparte del nitrógeno, hay muy pocas sustancias gaseosas que sean estables en presencia de oxígeno. El vapor de agua y el CO2 también lo son pero, como se ha mencionado, ambas son gases de efecto invernadero que sólo pueden estar presentes en la atmósfera en cantidades reducidas.

Los gases nobles como el neón, el argón y el criptón también son estables en presencia de oxígeno pero tienen capacidades caloríficas más bajas que el nitrógeno.

Por tanto, si no fuera por el efecto retardante o ignífugo del nitrógeno, la vida de los organismos aeróbicos como nosotros, así como toda la tecnología que hemos desarrollado, sería imposible en la biosfera.

¿Cómo es que la proporción de nitrógeno en la atmósfera terrestre se mantiene constante desde hace tanto tiempo? La respuesta tiene que ver con la corteza de la Tierra, que libera notables cantidades de nitrógeno a la atmósfera.

Según la teoría de la tectónica de placas, grandes secciones de la litosfera se desplazan continuamente sobre el manto fluido y, al chocar entre sí o separarse unas de otras, lanzan materiales y gases como el nitrógeno a la atmósfera a través de volcanes, géiseres y fumarolas.

Las atmósferas de Marte y Venus, por ejemplo, tienen menos nitrógeno que la terrestre porque en esos planetas no se da una tectónica de placas adecuada como la que existe en la Tierra.

El delicado equilibrio entre combustión y respiración

A primera vista, pudiera parecer que la elevada concentración de nitrógeno en la atmósfera terrestre resulta muy eficaz para detener los incendios forestales pero, por el contrario, supondría un serio inconveniente para la respiración de los seres aerobios ya que disminuiría la absorción de oxígeno en los pulmones, branquias o tráqueas de humanos y animales.

Sin embargo, lo cierto es que influye muy poco ya que ambos procesos -combustión y respiración- son fundamentalmente diferentes.

La capacidad que posee el nitrógeno de absorber rápidamente el calor de los incendios es prácticamente irrelevante para la captación de oxígeno por los aparatos respiratorios de los seres vivos. No les afecta para nada.

La captación de O2 en los pulmones viene determinada por la velocidad de difusión del oxígeno en la sangre, que se produce en los alvéolos pulmonares.

Esto depende de la presión de oxígeno existente en dichos alvéolos, que suele estar comprendida entre 75 y 100 milímetros de mercurio (mm Hg) para asegurar la difusión en sangre de suficientes moléculas de O2.

En general, suelen necesitarse unos 250 mililitros o, lo que es igual, 1022 átomos de oxígeno por minuto para satisfacer nuestras necesidades metabólicas.

En este delicado y preciso proceso de difusión, los gases inertes como el nitrógeno tienen un efecto menor. De ahí que la atmósfera sea capaz de impedir los incendios y a la vez permitir la captación de oxígeno en los pulmones.

Este delicado equilibrio, capaz de sustentar tanto el fuego como la respiración, es altamente improbable que surgiera por casualidad. Existen muchas más posibilidades de obtener otras atmósferas sin dicho equilibrio.

Hay atmósferas que permiten la respiración pero no el fuego y también al revés, otras que permiten el fuego pero no la respiración de los seres vivos.

Por ejemplo, en la propia atmósfera de la Tierra, en la cordillera del Himalaya por encima de los ocho mil metros de altitud, existe -según vimos- la llamada “zona de la muerte” en la que ni nosotros ni los animales pueden vivir mucho tiempo porque las condiciones atmosféricas no lo permiten.

Sin embargo, a esa misma altitud es posible encender fuego, tal como demuestran los alpinistas cuando calientan sus alimentos y licuan la nieve para beber.

También los aviones de pasajeros pueden volar a diez mil metros de altura, impulsados por la combustión de productos derivados del petróleo. De la misma manera, hay atmósferas que permiten el fuego pero no la respiración, como la de Marte

No obstante, la atmósfera terrestre tiene sorprendentemente las proporciones adecuadas para soportar tanto la combustión segura como la respiración adecuada.

Presenta una presión atmosférica comprendida entre 380 y 760 mm Hg; una presión de oxígeno (pO2) de 80 a 160 mm Hg; una proporción de oxígeno del 21% y otra de nitrógeno del 79%.

Si cualquiera de estos porcentajes variara, la vida en la biosfera se vería notablemente alterada.

Por ejemplo, si la proporción entre el oxígeno y el nitrógeno fuera del 50% y la presión atmosférica se mantuviera a 760 mm Hg, se generaría, entre otras muchas cosas, una presión parcial de oxígeno próxima a los 380 Hg, que sería letal para la vida debido al peligro de los radicales libres del oxígeno.

Estas sustancias químicas introducen oxígeno en las células, las oxidan, alteran el ADN y aceleran el envejecimiento del cuerpo. De la misma manera, si se variara cualquiera de los otros porcentajes atmosféricos, las consecuencias serían también nefastas para el planeta. Los océanos tenderían a evaporarse y el efecto invernadero se incrementaría.

Los incendios serían más abundantes, explosivos y se propagarían por todo el mundo.

En resumen, los parámetros que presenta la atmósfera de la Tierra son los más adecuados para nuestra supervivencia y para el delicado equilibrio entre combustión y respiración.

Se trata de la fórmula clave que viene funcionando perfectamente desde hace mucho tiempo. No se conoce ninguna otra capaz de producir tan excelentes resultados.

Y esto nos conduce a la siguiente cuestión: ¿qué mecanismo ha podido producir semejante fórmula atmosférica tan eficiente? ¿Cómo ha podido mantenerse estable durante tanto tiempo, sobre todo cuando se compara con otros planetas del sistema solar? Nadie lo sabe.

Sin embargo, lo que resulta evidente es que nos indica la gran aptitud de la Tierra como marco adecuado para la vida que sustenta. Es como si alguien la hubiera creado para nosotros.