I fulmini rompono le molecole di azoto. Ciò consente alle molecole di combinarsi con l'ossigeno e, insieme, formano ossidi di azoto. Gli ossidi di azoto si sciolgono sotto la pioggia e formano i nitrati.
L'azoto reagisce solo con l'ossigeno alle alte temperature e le pressioni associate ai fulmini. Durante una tempesta di fulmini, NO2, biossido di azoto e ossido di azoto si formano e l'ossido di azoto reagisce con l'acqua formando acido nitrico. L'acido nitrico rende l'acqua idonea come sostanza nutritiva per le piante.
Ci sono quattro processi nel ciclo dell'azoto attraverso l'atmosfera e i microrganismi svolgono un ruolo in ogni processo. I processi sono fissazione dell'azoto, decadimento, nitrificazione e denitrificazione.
La fissazione dell'azoto è la rottura degli atomi di azoto per mezzo di un fulmine. Questa fissazione dell'azoto rappresenta fino all'8% del quantitativo totale di azoto fissato.
La fase successiva del ciclo dell'azoto è il decadimento. Poiché l'acqua ricca di azoto viene utilizzata dalle piante, il metabolismo delle piante rilascia composti di azoto che alla fine vengono restituiti all'ambiente. I piccoli organismi abbattono questi composti dell'azoto e li trasformano in ammoniaca.
L'ammoniaca viene spesso utilizzata dalle piante, ma gran parte di essa viene convertita in nitrati. Questo è il terzo processo del ciclo dell'azoto. Questi nitrati sono disponibili per le piante e vengono assorbiti attraverso le loro radici.
Il passo finale nel ciclo dell'azoto è la denitrificazione. La denitrificazione trasforma i nitrati in gas azoto e questo gas viene rilasciato nuovamente nell'atmosfera.
