ผมชอบกลิ่นตอนฝนตกใหม่ๆ เพราะทำให้รู้สึกสดชื่น แม้จะไม่ชอบความเฉอะแฉะวุ่นวายตอนฝนตกก็ตาม
ไอดินกลิ่นฝนที่จะหอมก็ไม่หอมเสียทีเดียวนี้ มีชื่อเรียกว่าเพทริคอร์ (Petrichor) เป็นชื่อที่ตั้งขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ปี 1964 ซึ่งได้อธิบายว่า
         เพทริคอร์ เกิดจากการผสมผสานของสารเคมีในธรรมชาติที่ฟุ้งกระจายขึ้นมาในอากาศ อันได้แก่
1) น้ำมันที่พืชหลั่งออกมาในช่วงแห้งแล้ง ซึ่งช่วยชะลอการงอกของเมล็ด ไม่ให้งอกระหว่างที่ไม่มีน้ำ
2) จีออสมิน (Geosmin) สารประกอบอินทรีย์ที่แบคทีเรียพวกแอคติโนมัยซิส (Actinomyces) ในดินผลิตขึ้นในระหว่างสร้างปอร์เมื่อเจอกับภาวะแห้งแล้ง
3) โอโซน ที่เกิดจากฟ้าแลบ ฟ้าผ่า ทำให้ออกซิเจนในอากาศทำปฏิกิริยาเกิดเป็นโอโซนที่มีกลิ่นฉุนนิดๆ


         ตอนที่ฝนแรกตกลงมาหลังจากทิ้งช่วงให้ดินแห้งแล้งไประยะหนึ่ง น้ำฝนจะชะให้น้ำมันพืชและจีออสมินที่สะสมอยู่ในเนื้อดินให้ฟุ้งกระจายไปในอากาศ ผสมผสานกับโอโซน เกิดเป็นไอดินกลิ่นฝนหรือเพทริคอร์

        โดยเฉพาะจีออสมินซึ่งมีบทบาทอย่างมาก เพราะจมูกของมนุษย์ค่อนข้างไว ต่อสารชนิดนี้ จีออสมินเพียง 5 ส่วนในล้านล้านส่วน มนุษย์ก็ได้กลิ่น กลิ่นดินๆ ในผักพวกหัวบีต หรือในเนื้อสัตว์พวกปลาไน ปลานิล ปลาดุก ก็เป็นผลมาจากจีออสมินที่ปนอยู่ในปริมาณเล็กน้อย

         แม้จะมีคำอธิบายว่า กลิ่นเพทริคอร์ เกิดจากอะไรมานานหลายสิบปี แต่กลับไม่มีใครรู้ว่า เม็ดฝนทำให้สารเคมีในดินฟุ้งกระจายไปทั่วอย่างรวดเร็วจนเราได้กลิ่นเกือบจะทันทีได้อย่างไร

        จนกระทั่งเมื่อต้นปีนี้ ปี 2015 นักวิทยาศาสตร์ MIT ใช้กล้องความเร็วสูงถ่ายภาพจังหวะที่เม็ดฝนตกกระทบพื้นผิวดินแบบต่างๆ 28 แบบ รวมแล้วประมาณ 600 การทดลอง

        ภาพจากกล้องความเร็วสูงเผยให้เห็นกลไกที่ทำให้เกิดกลิ่น เริ่มจากเสี้ยววินาทีที่หยดน้ำฝนตกกระทบพื้นผิวที่มีรูพรุน หยดน้ำจะแผ่กระจายแบนเรียบไปกับพื้นผิว ในช่วงเวลานั้นจะมีฟองอากาศขนาดจิ๋วผุดขึ้นมา ผ่านพื้นผิวหยดน้ำและแตกกระจายเป็นแอโรซอล (aerosol) หรือละอองลอย ฟุ้งไปในอากาศ

        ขนาดของเม็ดฝน ความรุนแรงของฝน และสภาพพื้นผิวที่เหมาะสมทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "frenzied aerosols" หมายถึง สภาวะที่ทำให้เกิดแอโรซอลหลายร้อยละอองในช่วงเวลาสั้นๆ เพียงไมโครวินาที ซึ่งจะทำให้จีออสมินและสารอื่นๆ ในดินฟุ้งกระจายอย่างรวดเร็


จากการทดลองทำให้ทราบอีกว่าฝนที่ตกปรอยๆ จนถึงกลางๆ จะทำให้เกิด frenzied aerosols ได้ง่ายกว่าฝนตกหนัก

คำอธิบายกลไกการเกิดเพทริคอร์นี้ยังช่วยให้เข้าใจการฟุ้งกระจายของแบคทีเรียก่อโรคต่างๆ เมื่อฝนตก ซึ่งเป็นองค์ความรู้ที่ช่วยในเรื่องระบาดวิทยาอย่างมาก

อ้างอิง
http://www.nature.com/nature/journal/v201/n4923/abs/201993a0.html
https://newsoffice.mit.edu/2015/rainfall-can-release-aerosols-0114
http://en.wikipedia.org/wiki/Geosmin

ภาพดัดแปลงจาก
https://tomusarcanum.wordpress.com/2013/04/24/petrichor/

คลิปการทดลองจากล้องความเร็วสูง