L’odore della pioggia

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Petricore. Si chiama così l’odore della pioggia, della pioggia primaverile che arriva dopo un periodo di secca e che è subito seguita dal sole, e da un odore tutto suo. E anche i temporali estivi hanno un po’ quell’aroma, di terra bagnata che si risveglia e esce dal letargo.

La quiete prima della tempesta

L’atmosfera che prepara i temporali, quelli della bella stagione, improvvisi e lucenti, ha un odore particolare: è frizzantino e un po’ pungente, alcuni lo definiscono agliaceo, e molti lo sentono appunto quando sta per venire a piovere. È l’ozono (O3) – non a caso dal greco ozein, odorare.

L’ozono (da non confondere con quello “buono” che ci protegge dai raggi UV del sole e che si trova nella stratosfera – cioè la molecola è la stessa ma ci è di aiuto se sta lassù, se invece si forma nell’atmosfera che respiriamo è tossica) può essere liberato dalle attività umane, che producono inquinanti atmosferici, o da fonti naturali. Soprattutto quando si prepara una tempesta, le cariche elettrostatiche prodotte dai lampi fanno reagire tra loro le molecole che compongono l’aria: l’azoto (N) tende a reagire con l’ossigeno formando monossido di azoto (NO), e questo reagisce a sua volta con altre molecole di ossigeno (O2). Occasionalmente durante queste reazioni succede che si formi qualche molecola di O3, l’ozono, che con il vento finisce subito sotto le nostre narici.

La pioggia

Spesso dopo una serie di giornate polverose (e magari inquinate) si aspetta che la pioggia arrivi “a ripulire l’aria”. In effetti la pioggia “smuove” e raccoglie gli odori di tutto ciò che bagna: alberi, erba, cemento, asfalto, ma soprattutto aiuta la terra a rilasciare gli odori che intanto ha accumulato. Le polveri disperse nell’aria – molecole derivate dall’attività umana, ma anche da piante e alberi – quando si depositano su superfici argillose o minerali subiscono delle reazioni chimiche che danno luogo a nuove molecole. Queste, per lo più idrocarburi, alcoli e varie combinazioni di acidi grassi, vengono rilascie, quando piove, per esempio da superfici in pietra o cemento. Così si forma il petricore, l’odore della pioggia, dal greco pétrā (πέτρᾱ), pietra o roccia, e ichṓr (ἰχώρ), linfa, riferito nell’antichità al sangue degli dei. Il termine fu conianto nel 1964 da due ricercatori australiani, R.G. Thomas e I.J. Bear, che sulla rivista scientifica Nature lo spiegano così:

 The diverse nature of the host materials has lead us to propose the name “petrichor” for this apparently unique odour which can be regarded as an “ichor” or ‘tenuous essence” derived from rock or stone. This name, unlike the general term “argillaceous odour”, avoids the unwarranted implication that the phenomenon is restricted to clays or argillaceous materials; it does not imply that petrichor is necessarily a fixed chemical entity but rather it denotes an integral odour, variable within a certain easily recognizable osmic latitude.

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La terra

Passato l’acquazzone cosa rimane? Una sensazione morbida, umida, pacata. La terra inzuppata rilascia ora un altro odore caratteristico: la geosmina. Anche la terra appena dissodata sa un po’ di questo mix terpenico. I ricercatori ci hanno messo un po’ a capire esattamente come fosse prodotto. Già a fine Ottocento avevano fatto diversi esperimenti e si era capito che questo odore era il risultato dell’attività metabolica di diversi microorganismi (Cladothrix odorifera per esempio), che vivono nel suolo in simbiosi con le piante. Poi nel 1965 finalmente la sostanza viene caratterizzata: geosmina, di nuovo dal greco gèo (γεω), che significa terra, e osmé (ὀσμηρός, in latino osmerus) ossia “che ha odore”. Un paio di anni prima Gaines e Collins avevano studiato il metabolismo di Streptomyces odorifer giungendo alla conclusione che l’odore della terra deriva principalmente da un misto di composti prodotti da questo microrganismo; per i curiosi più feticisti: acido acetico, acetaldeide, alcol etilico, alcol isobutilico, ammoniaca e acetato di isobutile. Furono poi Gerber e Lechevalier a identificare in particolare una sostanza, la geosmina, presente nei metaboliti di diversi attinomiceti.

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Come viene prodotta esattamente? (dettagli chimici scabrosi, per i più temerari)

Nel 2003 un gruppo di scienziati è riuscito a identificare un enzima magnesio-dipendente responsabile della conversione del farnesyl difosfato, una molecola prodotta da questi microrganismi (in particolare il gene per questo enzima fu isolato da Streptomyces coelicolor) in germagradienolo, il precursore della geosmina. Restava ora da trovare gli altri enzimi della catena. Gli scienziati si aspettavano infatti che per passare dal germagradienolo alla geosmina ci volessero diversi passaggi intermedi, necessari a convertire la molecola, e quindi che servissero diversi enzimi. E invece no. Nel 2006 gli stessi ricercatori scoprono che si tratta di un solo enzima, bifunzionale. Il primo trovato per la sintesi di questo tipo di terpeni. L’enzima è formato da due parti, con due distinte funzioni catalitiche: la metà contenente la parte N-terminale della proteina rompe il farnesyl difosfato formando il germacradienolo. La metà con la parte C-terminale della proteina finisce il lavoro convertendo il germacradienolo in geosmina, l’alcol biciclico finale.

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L’odore della pioggia è verde

Almeno per gli aborigeni che vivono nelle zone desertiche dell’Australia occidentale. Qui l’arrivo delle piogge è un momento importante, segna il ritorno della vita e il rigoglio della vegetazione. Ecco perché per loro, facendo una interessante “sinestesia culturale”, l’odore della pioggia è verde. Un legame con la natura molto stretto che si riflette anche negli odori che usano: amano creare creme profumate e unguenti ottenuti da piante e grasso animale, che poi spalmano sul corpo per rafforzare il legame tra corpo e terra. Credono che questi odori abbiano un potere protettivo e permettano di mantere il legame con i propri antenati.

Per approfondire

Bear, I. J. , and Thomas, R. G. , Nature201, 993 (1964)
Bear, I. J. , and Kranz, Z. , Austral. J. Chem.18, 915 (1965)
Gerber, N.N. and Lechevalier, H.A. “Geosmin, an Earthy-Smelling Substance Isolated from Actinomycetes” Applied Microbiology 13.6 (1965)
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