Crédit :Université Duke 
La production humaine de cet azote est aujourd'hui cinq fois supérieure à ce qu'elle était il y a 60 ans. Cette augmentation pourrait poser autant de danger pour l'environnement de la Terre que l'augmentation rapide du dioxyde de carbone atmosphérique qui réchauffe le climat, disent les scientifiques.
"La Terre n'a jamais vu autant d'azote fixe, " dit William H. Schlesinger, James B. Duke Professeur émérite de biogéochimie à la Duke's Nicholas School of the Environment.
"C'est une augmentation énorme au cours du dernier demi-siècle, ce qui n'est pas ce que nous nous attendions à trouver, " dit William Battye, un chercheur sur la qualité de l'air à NC State qui a dirigé l'étude
« Alors que le carbone a attiré l'attention du monde à cause du changement climatique, nous ne pouvons pas ignorer ce problème, " ajoute Viney Aneja, professeur de marine, sciences de la terre et de l'atmosphère à NC State. "Trop d'azote peut affecter la santé humaine, réduire la biodiversité et amplifier le réchauffement climatique."
Trop d'azote dans le sol profite à un nombre limité d'espèces qui peuvent supplanter les espèces indigènes, réduire la biodiversité, note Aneja. Des niveaux élevés d'azote dans les eaux souterraines sont associés aux cancers intestinaux et aux fausses couches, et peut être mortelle pour les nourrissons. L'excès de composés azotés dans les cours d'eau et les lacs peut provoquer des proliférations d'algues toxiques, tuant des espèces aquatiques et menaçant la santé humaine.
Une forme d'azote gazeux, protoxyde d'azote, est également un puissant gaz à effet de serre et peut contribuer au réchauffement climatique. Des niveaux élevés d'oxyde nitreux dans l'atmosphère dégradent également la couche d'ozone atmosphérique, et l'oxyde nitrique peut créer de l'ozone troposphérique dangereux.
Les humains ont utilisé des composés azotés comme engrais pendant des millénaires, mais n'utilisait historiquement que des sources naturellement fixes, comme le fumier et le guano. Au début des années 1900, Les chimistes allemands Fritz Haber et Carl Bosch ont découvert un processus qui convertit l'azote atmosphérique en ammoniac, permettant aux humains de produire pour la première fois des engrais à base d'azote à l'échelle industrielle.
En 1960, plus de 60 pour cent des fermes aux États-Unis ont déclaré utiliser des engrais chimiques et l'utilisation moyenne d'azote était de 17 livres par acre.
En 2007, Les fermes américaines utilisaient en moyenne 82,5 livres d'azote par acre, selon l'Environmental Protection Agency des États-Unis.
Pour mener leur nouvelle étude, les chercheurs ont combiné des données historiques sur l'utilisation d'engrais dans l'agriculture avec des estimations récentes des taux de fixation de l'azote pour analyser les tendances de la production humaine d'azote fixé depuis le début du 20e siècle. Ils ont ensuite placé ces tendances dans leur contexte avec des estimations récentes des taux naturels de fixation et de dénitrification de l'azote sur terre et dans l'eau.
Leur analyse a révélé que la production humaine d'azote réactif a presque quintuplé au cours du dernier demi-siècle.
"Cette augmentation rapide a levé toute incertitude quant à l'importance de l'azote produit par l'homme sur le cycle global de l'azote, " dit Schlesinger...
Schlesinger, Battye et Aneja se demandent si le processus de dénitrification actuel de la Terre peut continuer à suivre la production humaine d'azote fixe. Actuellement, les bactéries qui conduisent ce processus de dénitrification semblent suivre le rythme de l'augmentation de l'azote fixé. Mais si les habitats où ces bactéries se développent, comme les marais et les zones humides, ne sont pas conservés, et le processus de dénitrification s'interrompt, un déséquilibre important dans le cycle de l'azote pourrait se produire.
Cela pourrait entraîner des proliférations d'algues nuisibles et des zones mortes dans les plans d'eau, des coûts plus élevés pour le traitement de l'eau potable, et un risque accru pour la santé publique des toxines d'algues dans les cours d'eau.
Même si le processus de dénitrification peut répondre à une demande croissante, il pourrait encore y avoir des conséquences atmosphériques négatives de l'excès d'azote. La dénitrification produit du protoxyde d'azote, un puissant gaz à effet de serre qui est le troisième contributeur au réchauffement climatique après le dioxyde de carbone et le méthane. L'oxyde nitreux a un potentiel d'effet de serre presque 300 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone livre pour livre et peut durer plus de 100 ans dans l'atmosphère, selon l'EPA. L'oxyde nitreux peut également appauvrir la couche d'ozone stratosphérique, dit Aneja.
L'oxyde nitrique, un autre sous-produit de la dénitrification, peut réagir avec des composés organiques volatils pour produire de l'ozone troposphérique, ce qui est nocif pour l'homme et la végétation.
Changement climatique d'origine humaine, en raison d'une trop grande quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, pourrait également intensifier la quantité d'azote dans les cours d'eau américains. Le changement climatique pourrait entraîner plus de précipitations dans certaines régions, ce qui pourrait entraîner plus de ruissellement agricole qui peut contaminer les cours d'eau locaux, selon une étude récente de la revue Science .
