Чем пахнет дождь?

Во время дождя и после него мы действительно чувствуем запах, временами очень насыщенный — особенно после долгой засухи. У запаха дождя даже есть термин — петрикор (petrichor). Его ввели исследователи Изабель Бир и Родерик Томас в 1964 году в статье, опубликованной в «Nature». Термин «петрикор» сложен из двух греческих слов — «петра», камень и «ихор» — жидкость, которая течет в жилах богов. И такая этимология не случайна, поскольку запах дождя — это аромат, исходящий от почвы.

Основной вклад в формирование запаха дождя вносят почвенные микроорганизмы, главным образом актиномицеты и цианобактерии. Когда они погибают, в том числе от недостатка влаги, выделяется вещество геосмин (geosmin), транс-1,10-диметил-транс- 9-декалол.

Кстати, название «геосмин» происходит от geo — земля и smell — запах. Механизм биосинтеза этого вещества бактериями открыли совсем недавно — в 2006 году. Теперь мы знаем, что у бактерий есть специальный фермент геосминсинтаза, который преобразует в два этапа фарнезилдифосфат и производит этот терпеноид.

Геосмин накапливается в почве, пока не прольется дождь. Вода экстрагирует это вещество и отдает его атмосфере. Приятным этот запах не назовешь, хотя многим поэтам и писателям он нравится. И наш нос чувствует ничтожные количества геосмина — в концентрации пять частей на триллион, или одна чайная ложка на двести олимпийских бассейнов. Неприятный запах, который периодически появляется у озерной воды, также связан с геосмином.

Но запах дождя прекрасен, потому что помимо геосмина он содержит самые разные ароматические масла. В сухую погоду, когда влаги мало, растения производят их, чтобы замедлить свой рост и сильно уменьшить потребление воды. Эти масла накапливаются почвой и уходят в атмосферу в виде аэрозолей, когда начинается дождь.

Наконец, есть и третий компонент запаха дождя — озон. Он образуется благодаря электрическим разрядам в атмосфере перед грозой и во время нее и накапливается в более высоких слоях атмосферы. Но во время шторма нисходящие потоки воздуха вбрасывают озон в нижние слои атмосферы, добавляя ярких красок в палитру дождевого аромата.

В 2015 году исследователи Массачусетского технологического института с помощью высокоскоростной камеры наблюдали, как аромат из почвы переходит в воздух. Они выполнили 600 экспериментов на 28 различных поверхностях. При замедленной съемке хорошо видно, как в капле дождя, попавшей на почву, начинают образовываться пузырьки, которые вырываются наружу, будто в бокале шампанского. Так в воздух выбрасываются аэрозоли, содержащие не только ароматические вещества, но и самих бактерий. Авторы исследования пишут, что одна капля дождя «может генерировать сотни аэрозольных капель в течение нескольких микросекунд». Порывы ветра разносят аэрозоли и по горизонтали, и по вертикали. Вот почему почвенные бактерии обнаруживают даже высоко над землей.