Откуда берется свежий запах леса после дождя?

Физики разобрались, почему мокрый лес пахнет именно мокрым лесом, а также почему прогулка после летнего дождика может оказаться не очень полезной для здоровья.

Запах леса после дождя – почувствовать его можно, вырвавшись летом на природу из городской суеты. Обычные люди просто наслаждаются прогулкой, вдыхая свежие лесные запахи, но человек, работающий в лаборатории, не может не искать ответа на главный вопрос – почему? Почему в мокром лесу пахнет именно мокрым лесом? На этот раз разгадка была найдена.

Сказать, что исследователи из Массачусетского технологического института были первыми, кто озаботился такой проблемой, значит немного слукавить. В 1964 году два химика из Австралии установили, чем же именно пахнет в лесу после дождя. Причиной запаха оказалось химическое вещество – геосмин, которое выделяют некоторые циано- и актинобактерии. Было даже придумано научное название такого аромата – петричор. Но, хотя и был получен ответ на вопрос, что такое запах мокрого леса, не было найдено объяснения, почему мы его чувствуем только после того, как пройдет дождь. Почему геосмин витает в лесном воздухе только после того, как первые капли дождя упадут на землю?  

Мы начинаем чувствовать запах, когда молекулы пахнущего вещества достигают рецепторов нашего носа. Если вещество само по себе жидкое или твердое, то самый быстрый способ ощутить запах – это распылить в воздух мельчайшие капли жидкости, содержащей нужное вещество. По этому принципу работают освежители воздуха – газ из баллончика под давлением распыляет в воздух аэрозоль, и помещение в мгновение наполняется нужным ароматом. Однако в лесу никто не бегает с баллончиком освежителя. Получается, есть какой-то другой, естественный метод получения аэрозоля. 

Если источник лесного запаха находится на земле, а единственное, что отличает мокрый лес от сухого – падающие капли воды, то ключ к разгадке, скорее всего, находится в них. Вооружившись высокоскоростными видеокамерами, команда исследователей решила посмотреть, что же происходит, когда капля дождя ударяется о пористую поверхность. Оказалось, что в момент удара на границе между упавшей каплей и поверхностью образуются микроскопические пузырьки воздуха. Эти пузырьки, как в бокале шампанского, начинают подниматься вверх и, выйдя на поверхность, выбрасывают в воздух микрокапли воды. Над упавшей дождевой капли образуется облачко аэрозоля, содержащее вещества, которые вода унесла с поверхности почвы. А легкий ветерок уже будет распространять запах геосмина по всему лесу.    Видео, демонстрирующее появление аэрозольного облака над упавшей каплей, можно посмотреть здесь.  

Естественно, что исследователи не ограничились только обнаружением самого факта образования аэрозоля падающими каплями, а провели детальное изучение этого механизма. Проведя около 600 экспериментов в различных условиях, они установили, что больше всего аэрозоля образуется при умеренной интенсивности дождя и средней влажности почвы. При сильном ливне пузырьки внутри капель просто не успевают сформироваться, а наилучшему образованию аэрозоля способствуют песчаные и глинистые почвы. 

Кроме лесных запахов, образующиеся с поверхности земли, аэрозоли способны поднимать в воздух бактерии или споры, которые могут разноситься на большие расстояния. И если в лесу вероятность вдохнуть что-то очень опасное и ядовитое весьма мала, то вот в крупных городах прогулка после небольшого летнего дождика может оказаться не такой полезной, как кажется. 

По материалам mit.edu