A clorofila e o magnésio estão relacionados porque a molécula de clorofila contém um íon magnésio. As plantas verdes dependem da clorofila para a fotossíntese e o magnésio é necessário para a produção de clorofila. Este elemento é, portanto, um nutriente essencial para as plantas verdes. No processo de fotossíntese, as plantas verdes usam energia da luz solar para sintetizar glicose da água e dióxido de carbono. O oxigênio é produzido como subproduto dessa reação e, portanto, esse processo é amplamente responsável pela manutenção dos níveis de oxigênio no planeta.
A estrutura da clorofila permite que ela desempenhe um papel crucial na fotossíntese. As moléculas de clorofila são porfirinas, um grupo de compostos que têm em comum um arranjo de quatro átomos de nitrogênio com um espaço no centro que lhes permite incorporar um íon metálico que pode se ligar aos átomos de nitrogênio. Essa formação existe em moléculas de íons clorofila e magnésio situadas no centro. As porfirinas são frequentemente fortemente coloridas devido à sua tendência a absorver luz de frequências específicas. A clorofila absorve a luz vermelha e azul com muita eficiência, deixando a luz verde refletir novamente; isso explica a cor das plantas verdes.
Existem várias etapas envolvidas na fotossíntese, mas basicamente envolve a transferência de elétrons da água (H2O) para o dióxido de carbono (CO2), liberando oxigênio (O2) do dióxido de carbono, o que permite que a água se combine com o carbono para produzir glicose (C6H12O6) – o carboidrato mais simples. O processo é muito complexo, mas segue a equação: 6H2O + 6CO2 6O2 + C6H12O6. A glicose é a principal fonte de energia para as células vegetais e também para os animais, que a obtêm direta ou indiretamente das plantas. Em uma etapa crucial, a luz absorvida pela clorofila excita os elétrons nas moléculas, permitindo que eles sejam transferidos para outras moléculas. Clorofila e magnésio estão conectados nesta etapa porque o magnésio ajuda a molécula a absorver luz e mantém os elétrons em um estado excitado para que possam ser transferidos.
Além de seu papel na clorofila, o magnésio também está envolvido na captura do dióxido de carbono que fornece o carbono para a fabricação de glicose. Ajuda a ativar a enzima ribulose-1,5-bifosfato carboxilase oxigenase (RuBisCO), que catalisa a incorporação de dióxido de carbono em moléculas envolvidas na fotossíntese. Esse processo é conhecido como fixação de dióxido de carbono.
A produção de clorofila e a disponibilidade de magnésio no solo estão fortemente relacionadas. A deficiência de magnésio se manifesta nas plantas pelo amarelecimento das folhas entre as veias. Isso é conhecido como clorose e tende a ser visto primeiro em folhas mais velhas, pois a planta decompõe a clorofila em partes mais antigas da planta para manter os níveis em áreas de crescimento ativo. Quando os solos são deficientes nesse elemento, eles podem ser tratados com uma fonte de magnésio, como calcário dolomítico moído ou sulfato de magnésio, também conhecido como sais de Epsom.