L’odore della pioggia non viene dalla pioggia

L’acqua pura ha poco odore

L’acqua piovana non possiede normalmente il caratteristico odore terroso associato a un temporale estivo. L’acqua quasi pura è sostanzialmente inodore; ciò che viene percepito dipende dalle sostanze che le gocce incontrano nell’atmosfera e soprattutto quando raggiungono il suolo, la vegetazione, le strade e le altre superfici.

Per questo l’odore cambia da un luogo all’altro. Una pioggia su un terreno asciutto può produrre una sensazione nettamente terrosa. La stessa precipitazione su asfalto, foglie, rocce, tetti o sabbia può liberare composti completamente differenti.

Anche la storia meteorologica precedente è importante. Dopo un lungo periodo asciutto, polveri, residui vegetali e sostanze prodotte dai microrganismi possono accumularsi sulle superfici. Le prime gocce le rimettono in circolazione, rendendo l’odore più evidente.

Che cos’è il petrichor

Il termine petrichor fu introdotto nel 1964 dai ricercatori Isabel Joy Bear e Richard Thomas per descrivere l’odore caratteristico prodotto dalla pioggia quando cade su terreni e rocce rimasti asciutti.

Non indica una singola molecola. Il petrichor è una miscela variabile di sostanze provenienti dal suolo, dai microrganismi e dalla vegetazione.

Durante i periodi asciutti alcune piante rilasciano composti oleosi che possono depositarsi sul terreno e sulle superfici minerali. Quando arriva la pioggia, queste sostanze vengono mobilizzate e disperse nell’aria.

A esse si aggiungono molecole prodotte dall’attività biologica del terreno. Tra queste, la più nota è la geosmina.

La geosmina e l’odore della terra

La geosmina è un composto organico volatile prodotto da diversi microrganismi, tra cui specie appartenenti al genere Streptomyces e alcuni cianobatteri.

Il suo nome deriva dalle parole greche riferite alla terra e all’odore. È responsabile della tipica nota terrosa percepibile nel suolo umido, ma può comparire anche nell’acqua, in alcuni alimenti e negli ambienti acquatici.

Il naso umano è particolarmente sensibile alla geosmina. Quantità molto piccole possono quindi produrre una sensazione olfattiva riconoscibile.

La geosmina non viene creata dalla pioggia. È già presente nel terreno o nei materiali biologici. La precipitazione favorisce semplicemente il suo trasferimento nell’aria.

Come una goccia libera l’odore dal terreno

Quando una goccia colpisce una superficie porosa non si limita a bagnarla.

Durante l’impatto, una sottile quantità d’aria può rimanere intrappolata tra l’acqua e il terreno. Si formano così minuscole bolle all’interno della goccia. Quando queste bolle raggiungono la superficie e scoppiano, producono piccoli getti liquidi che si frammentano in aerosol.

Le microgocce liberate nell’aria possono contenere geosmina, sostanze organiche, particelle del terreno e materiale biologico. Il movimento dell’aria le trasporta verso il naso, rendendo percepibile l’odore.

Il processo ricorda, su scala molto più piccola, la formazione degli aerosol marini quando le bolle scoppiano sulla superficie del mare.

Gli esperimenti condotti su diversi tipi di terreno mostrano che questo meccanismo può essere particolarmente efficace durante piogge leggere o moderate su superfici porose con determinate caratteristiche. Una pioggia molto violenta non produce necessariamente un odore più intenso: il suolo viene rapidamente saturato, l’acqua scorre sulla superficie e altri processi possono prevalere.

Perché le prime gocce si sentono di più

Il caratteristico odore è spesso più evidente all’inizio di una precipitazione.

Le prime gocce colpiscono superfici ancora asciutte, sulle quali si sono accumulati composti odorosi. In questa fase il contrasto con l’aria precedente è maggiore e il materiale disponibile per essere aerosolizzato è abbondante.

Con il proseguire della pioggia il terreno si bagna, le sostanze superficiali vengono diluite o trasportate verso il basso e l’aria viene progressivamente ripulita. L’odore può quindi diminuire anche se la precipitazione continua.

Non è però una regola assoluta. Terreno, vegetazione, temperatura, umidità, intensità della pioggia e ventilazione modificano sensibilmente il fenomeno.

La pioggia sulla vegetazione

Le piante producono numerosi composti volatili. Foglie, resine, cortecce, fiori e materiale vegetale in decomposizione possiedono ciascuno una propria composizione chimica.

La pioggia può lavare le superfici, rompere strutture vegetali fragili e aumentare l’umidità, favorendo il rilascio di alcune sostanze.

In un bosco, l’odore dopo la pioggia non dipende quindi soltanto dalla geosmina. Alla componente terrosa si sommano resine, terpeni, foglie bagnate, funghi, legno e materiale organico del sottobosco.

Anche in città la vegetazione modifica l’odore della precipitazione. Un viale alberato, un parco e una strada completamente asfaltata non restituiscono la stessa esperienza olfattiva.

Asfalto, polvere e superfici urbane

Sulle superfici urbane si depositano polveri minerali, residui di pneumatici, sostanze oleose, pollini, fuliggine e numerosi composti prodotti dal traffico e dalle attività umane.

Le prime gocce possono rimettere in sospensione una parte di questo materiale oppure favorire il rilascio di sostanze volatili. L’odore percepito sull’asfalto caldo è quindi diverso dal petrichor prodotto da un terreno naturale, anche se le due sensazioni possono sovrapporsi.

La temperatura della superficie ha un ruolo importante. Dopo una giornata soleggiata, asfalto e cemento possono rimanere molto caldi. L’acqua che li raggiunge evapora rapidamente e facilita il trasferimento nell’aria dei composti presenti.

Il vento non ha un odore proprio

A volte un vento porta un odore nettamente riconoscibile anche senza pioggia. Può apparire marino, salmastro, vegetale, terroso, industriale o simile a quello di alghe e acque stagnanti.

Il vento non produce quell’odore. Trasporta molecole volatili e particelle provenienti dalle aree attraversate.

La direzione misurata nel punto di osservazione indica da dove arriva il flusso locale, ma l’origine delle sostanze può trovarsi molto più lontano. Durante il percorso l’aria può attraversare coste, laghi, zone umide, campi, boschi, impianti industriali, depuratori o aree urbane.

Anche una variazione relativamente breve della circolazione può quindi cambiare completamente l’odore dell’aria.

L’odore percepito come marino

L’odore del mare non è semplicemente l’odore del sale. Il cloruro di sodio, nelle normali condizioni ambientali, non produce il tipico aroma associato alle coste.

Una delle sostanze che contribuiscono all’impronta olfattiva marina è il dimetilsolfuro, abbreviato DMS. È un composto volatile contenente zolfo, collegato all’attività biologica marina e in particolare ai processi che coinvolgono fitoplancton, batteri e materiale organico.

Dal mare vengono inoltre emessi aerosol formati dal moto ondoso e dallo scoppio delle bolle. Queste particelle contengono sali, ma anche composti organici di origine biologica.

Alghe, sedimenti costieri, acque basse e materiale in decomposizione possono liberare altre sostanze solforate e ammine, contribuendo a odori descritti come marini, salmastri, algali o leggermente putridi.

Un odore simile può però provenire anche da laghi, canali, zone umide, terreni saturi d’acqua o attività industriali. Senza misure chimiche non è possibile identificare con certezza l’origine soltanto attraverso l’olfatto.

Quanto lontano può viaggiare un odore

La distanza dipende dalla quantità di sostanza emessa, dalla sua stabilità chimica e dalle condizioni atmosferiche.

Un vento sostenuto e relativamente uniforme può trasportare una massa d’aria mantenendo riconoscibile una parte della sua impronta olfattiva. La stabilità atmosferica può limitare la dispersione verticale e concentrare i composti vicino al suolo.

Al contrario, una forte turbolenza può diluire rapidamente l’odore, anche se il vento è intenso.

Rilievi, edifici e vegetazione modificano ulteriormente il percorso. Per questo un odore può essere evidente in una strada e quasi assente poche centinaia di metri più lontano.

Il vento può anche trasportare l’odore della pioggia caduta altrove. Una corrente discendente o un fronte di raffica proveniente da un temporale può raccogliere aerosol e composti da una zona già bagnata e spingerli verso aree ancora asciutte. In quel caso si può sentire un odore associato alla pioggia senza che nel punto di osservazione sia ancora caduta una goccia.

L’odore elettrico dei temporali

Durante alcuni temporali viene percepito un odore pungente, secco o metallico, simile a quello prodotto da apparecchi elettrici, scintille o motori.

È frequente descriverlo come “odore della ionizzazione”, ma l’espressione è imprecisa. La ionizzazione è un processo fisico nel quale atomi e molecole acquistano o perdono elettroni. Gli ioni, considerati genericamente, non costituiscono una sostanza dotata di un unico odore caratteristico.

La sensazione è associata soprattutto alla presenza di molecole reattive prodotte o trasportate durante l’attività elettrica e convettiva, tra cui ozono e ossidi di azoto.

Ozono e scariche elettriche

L’ozono è una molecola formata da tre atomi di ossigeno. Possiede un odore pungente e riconoscibile, spesso associato a scintille, scariche ad alta tensione e apparecchiature elettriche.

Le scariche possono spezzare le molecole di ossigeno e avviare reazioni che portano alla formazione di ozono. Nell’atmosfera reale, tuttavia, la situazione è più complessa rispetto a quella prodotta vicino a un piccolo arco elettrico.

I temporali generano forti moti verticali. Le correnti discendenti possono trasportare verso il basso aria proveniente da quote superiori, con composizione diversa da quella presente vicino al suolo. Studi atmosferici hanno osservato, in alcuni casi, aumenti dell’ozono superficiale associati a correnti discendenti e attività elettrica.

Questo non significa che ogni odore pungente durante un temporale sia certamente ozono. L’olfatto non consente di identificarne la concentrazione e altre sostanze possono produrre sensazioni simili.

Fulmini e ossidi di azoto

Nel canale di un fulmine la temperatura raggiunge valori estremamente elevati. In queste condizioni azoto e ossigeno atmosferici reagiscono formando ossido di azoto e successivamente altri ossidi di azoto, indicati complessivamente come NOx.

Gran parte di queste sostanze viene prodotta e trasportata all’interno della nube e nell’alta troposfera. Gli ossidi di azoto partecipano poi a reazioni fotochimiche che possono contribuire alla formazione di ozono nelle ore o nei giorni successivi.

Non è quindi corretto immaginare che un fulmine produca semplicemente una nube di ozono che scende immediatamente al suolo. Il temporale combina produzione chimica, trasporto verticale, diluizione e reazioni che avvengono su tempi differenti.

L’odore percepito vicino a un temporale non dimostra neppure che un fulmine stia per cadere nelle immediate vicinanze. Non può essere usato come sistema di allarme.

Tre odori che possono sovrapporsi

Durante un temporale possono arrivare quasi contemporaneamente tre segnali olfattivi differenti.

Il primo è l’odore terroso prodotto dall’interazione tra gocce e suolo.

Il secondo è l’odore trasportato dal vento, proveniente da vegetazione, acque, zone costiere, superfici urbane o aree già interessate dalla pioggia.

Il terzo è la componente pungente associata alla chimica elettrica e atmosferica del temporale.

La percezione umana tende a riunire queste sensazioni in un unico “odore di pioggia”. In realtà si tratta di processi distinti, la cui importanza cambia da evento a evento.

Perché non tutte le piogge hanno lo stesso odore

Una pioggia autunnale prolungata su terreno già bagnato produce condizioni diverse da un breve rovescio estivo dopo settimane asciutte.

Nel primo caso le superfici sono già umide e molti composti sono stati precedentemente diluiti o rimossi. Nel secondo caso le prime gocce incontrano terreno secco, polvere, oli vegetali e materiale biologico accumulato.

Anche la temperatura modifica la volatilità delle sostanze. Superfici calde favoriscono il passaggio di alcuni composti nell’aria, mentre temperature basse ne riducono generalmente l’evaporazione.

La ventilazione decide infine se l’odore rimane concentrato, viene portato rapidamente verso l’osservatore oppure si disperde.

L’olfatto come indicatore, non come strumento di misura

Gli odori forniscono informazioni reali sull’ambiente, ma la loro interpretazione resta incerta.

Una persona può percepire una sostanza a concentrazioni molto basse, mentre un’altra può non avvertirla. Abitudine, umidità, temperatura, stato delle mucose e presenza contemporanea di altri composti modificano la sensibilità.

Lo stesso odore può inoltre essere prodotto da sorgenti differenti. Una nota marina non dimostra necessariamente che l’aria provenga direttamente dal mare; una sensazione terrosa non identifica da sola la geosmina; un odore elettrico non misura l’ozono.

L’olfatto può suggerire che la massa d’aria o le superfici circostanti sono cambiate. Non sostituisce però strumenti meteorologici, misure chimiche o analisi della provenienza del vento.

Conclusioni

L’odore della pioggia non proviene principalmente dall’acqua. Nasce dall’incontro tra precipitazione, terreno, microrganismi, vegetazione e superfici artificiali.

La geosmina contribuisce alla componente terrosa, mentre l’impatto delle gocce su superfici porose produce aerosol che trasportano le sostanze odorose nell’aria.

Il vento aggiunge un fenomeno differente: raccoglie e trasporta l’impronta chimica dei luoghi attraversati. Un odore percepito come marino può dipendere da dimetilsolfuro, aerosol organici, alghe, acque o altre sorgenti, e non dal sale considerato isolatamente.

Nei temporali può comparire anche una componente pungente legata all’ozono, agli ossidi di azoto, alle correnti discendenti e all’attività elettrica. Definirla semplicemente “odore della ionizzazione” nasconde però una chimica molto più complessa.

Ciò che viene chiamato odore della pioggia è quindi una combinazione variabile di terra, vita, acqua, vento ed elettricità atmosferica.