De ce miroase a ploaie? Bulele, bacteriile și cuvântul petrichor

O picătură, încetinită

Ce se întâmplă când o picătură de ploaie cade pe pământ uscat?#

Într-un studiu publicat în 2015, doi ingineri de la MIT, Young Soo Joung și Cullen Buie, au filmat cu o cameră de mare viteză picături de apă și de alte câteva lichide căzând pe 16 feluri de sol și pe alte 12 suprafețe poroase, în aproximativ 600 de experimente.

Picătura se turtește mai repede decât o poate absorbi pământul, iar aerul din pori rămâne prins sub apă în bule mici. Pe măsură ce apa intră în sol, împinge și mai mult aer afară din pori, iar bulele cresc. Când o bulă ajunge sus, la suprafața picăturii, se sparge și aruncă un jet subțire, care se rupe în picături mult mai mici decât picătura de ploaie.

Pe una dintre suprafețele de test, sute de jeturi au țâșnit dintr-o singură picătură cu aproximativ 10 metri pe secundă, toate în cam 20 de milionimi de secundă.

Picăturile au dus în aer un colorant pus în porii unei plăci de test. Inginerii nu au măsurat mirosul în sine; ei cred că așa iese el din pământ.

Încearcă

Ce ploaie, pe ce pământ, aruncă picăturile în aer?#

Alege ploaia și pământul. Picătura lovește pământul la fel de repede ca o picătură de ploaie adevărată de aceeași mărime.

Echipa a văzut picăturile ridicându-se în ploaia slabă și moderată, pe soluri care absorb apa la fel de încet ca argila și argila nisipoasă. Pe nisip și în ploaia puternică nu au apărut deloc.

Ploaia slabă, în lucrarea lor, cade cu mai puțin de 4 metri pe secundă, adică picături mai mici de aproximativ 1 mm. Ploaia puternică cade cu peste 7 metri pe secundă: picături mai mari de aproximativ 2,3 mm.

Primele picături

De ce vine mirosul odată cu primele picături?#

Într-un test, Joung și Buie au lăsat picăturile să cadă iar și iar în același loc. Când veneau la 10 secunde una de alta, după a doua picătură nu s-a mai ridicat nimic. Când veneau la 5 minute, fiecare picătură a aruncat în aer picături mărunte. Odată ce porii sunt plini cu apă, nu mai rămâne aer din care să se facă bule.

Uită-te cum se întunecă pământul unde a căzut ploaia: picăturile aurii se ridică doar din petele încă uscate. Se potrivește cu legătura știută de mult între miros și ploaia de după vreme uscată.

Ce e în picături

Ce anume miroși?#

Nota de pământ are un nume: geosmina, din grecescul pentru „miros de pământ”. A fost izolată prima dată în 1965, din bacterii de sol din grupul numit actinomicete, iar aproape toate speciile studiate ale celui mai cunoscut gen dintre ele, Streptomyces, au gena care o produce.

Nasul omului e foarte sensibil la ea. Într-un test britanic din 1996, oamenii au simțit-o în apă de la aproximativ 3,8 miliardimi de gram pe litru: un singur gram ar ajunge ca apa din cam 100 de bazine olimpice să miroasă a pământ. Într-un test japonez, în aer, pragul a fost de 6,5 părți la o mie de miliarde, adică o moleculă de geosmină la 150 de miliarde de molecule de aer. De ce e nasul omului atât de sensibil la ea nu se știe.

Geosmina nu e singurul ingredient. În 1964, doi chimiști australieni, Isabel Joy Bear și Richard Thomas, au lăsat rocă vulcanică și granit alterat la aer cald, la adăpost de ploaie, apoi le-au distilat cu abur și au strâns un ulei care purta mirosul. Explicația pe care o preferau: în zilele și lunile de secetă, rocile și argila absorb substanțe din aer, iar ploaia le eliberează.

Înainte de furtună se simte adesea alt miros, dulceag și ușor acru: ozonul, făcut de fulgere și adus jos de rafalele care aleargă înaintea ploii. În aer curat, oamenii îl simt de la aproximativ 7 părți la un miliard.

Pentru cine e mirosul

De ce fac bacteriile din sol geosmină?#

În 2020, o echipă mai ales din Suedia și Marea Britanie, condusă de Paul Becher și Klas Flärdh, a aflat pe cine cheamă: colembolele, animale mărunte din sol care mănâncă bacteriile. Antenele colembolelor răspund la geosmină și ele merg spre ea; un singur nanogram a fost de ajuns ca să le atragă într-un test în care puteau alege între două drumuri.

Streptomyces fac geosmină atunci când își fac sporii. Colembolele mănâncă colonia și duc sporii mai departe, lipiți de corp și vii în excremente.

Muștele de oțet citesc același miros invers. Au un circuit nervos care răspunde numai la geosmină și le face să se țină departe.

Cuvântul

De unde vine cuvântul petrichor?#

Bear și Thomas au dat mirosului un nume în revista Nature, în martie 1964: petrichor, din grecescul petra, piatră, și ichor, lichidul care, după mituri, curgea în vinele zeilor.

În același articol au scris că mirosul era deja pus în sticlă. Lângă Kannauj, în nordul Indiei, parfumierii lăsau discuri de argilă arsă la soare în mai și iunie, înaintea musonului, apoi le distilau cu abur în ulei de santal. Parfumul se numește matti ka attar, parfum de pământ.

Un an mai târziu, cei doi chimiști au aflat că mici cantități din ulei încetinesc încolțirea semințelor. Dicționarele limbii române nu au cuvântul, nici scris românește, petricor.