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¿Por qué huele la lluvia?

Seguro que eres capaz de reconocer ese olor tan característico a tierra mojada. Puede que te recuerde a días de verano cerca de la piscina, a un huerto tras ser regado o a los días de lluvia. Pero, ¿sabes realmente por qué huele la lluvia?

El “Petricor”

pet·ri·chor: a pleasant smell that frequently accompanies the first rain after a long period of warm, dry weather.

Cambrige Diccionary

No intentes buscar este término en la RAE, ya que todavía no ha sido incluido en el diccionario. Y es que realmente se trata de un término relativamente joven.

Hace poco más de medio siglo, en 1964, los geólogos Isabel Joy Bear y R. G. Thomas fueron capaces de describir ese olor tan característico y placentero que emana de la tierra tras los días de lluvia. ¿Cómo consiguieron esto?

Imagen 1: Isabel Joy Bear y R. G. Thomas en sus investigaciones sobre por qué huele la lluvia- CSIRO

De origen australiano, ambos científicos trabajaban en la División de Química Mineral del CSIRO (Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth) en la década de los 60. Thomas, durante años, había estado intentando identificar la causa del ‘olor a lluvia’, tan sumamente común en las tierras de cultivo de Australia. Sin embargo, no fue sino con la ayuda de Bear cuando por fin consiguieron reconocer el verdadero origen de dicho aroma. Para ello, se propusieron analizar el contenido en volátiles de rocas de distinto tipo y origen, previamente expuestas a condiciones secas y cálidas [1].

Tras numerosos ensayos, llegaron a la conclusión de que el olor a lluvia se debía a la producción de no sólo uno, sino a una mezcla de compuestos orgánicos que únicamente se liberaban de los poros de las rocas al contacto con el agua.  

Bear y Thomas nombraron a este aroma como “petricor”, palabra derivada de ‘petri’ (traducción griega de piedra) e ‘icor’ (concepto griego referente a la esencia que corre por las venas de los dioses). 

Composición del petricor: una mezcla de aromas

Diversos estudios demuestran cómo este petricor, el querido aroma de la lluvia, depende de la contribución de varios factores. En concreto, este «perfume» es el resultado de combinar tres aromas distintos: los compuestos volátiles emitidos por las plantas, el gas ozono y la geosmina.

principales responsables de porqué huele la lluvia
Imagen 2: Principales responsables de porqué huele la lluvia

Compuestos volátiles de las plantas

Durante las etapas de sequía, las plantas secretan un aceite que, junto a restos de materia orgánica animal, es adsorbido en la superficie de las rocas, principalmente las arcillas. Una vez se ha producido su adsorción, el calor favorece la oxidación y transformación de estos compuestos, destacando los ácidos grasos de cadena larga. De este modo, cuando la humedad es suficientemente alta, los compuestos volátiles resultantes son desplazados de los poros rocosos, liberándose a la atmósfera con olores característicos [2].

Ozono

La atmósfera terrestre es la capa gaseosa que envuelve la Tierra. Entre sus funciones más importantes destaca la protección frente a la radiación ultravioleta, la participación en el ciclo del agua y la capacidad de albergar gases esenciales para la vida.

La composición gaseosa de la atmósfera ha ido evolucionando a lo largo del tiempo. Actualmente está constituida principalmente por nitrógeno (79%) y oxígeno (21%), seguido de gases como el argón, el dióxido de carbono y el vapor de agua. Otros gases, como el ozono (O3), son considerados minoritarios.

Imagen 3: Formación del ozono atmosférico
Silvia Pajares and Ramiro Ramos.

El ozono (O3) es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno. En la atmósfera se encuentra presente en dos niveles: la troposfera, capa inferior en la que ocurren los fenómenos meteorológicos como la lluvia; y la estratosfera, formando la capa de ozono, a unos 10-50 km de la superficie. Es en la estratosfera donde el ozono tiene un papel beneficioso, ya que la capa de ozono evita que la radiación ultravioleta más dañina llegue a la superficie terrestre. En cambio, el ozono presente en la troposfera es tóxico para la salud humana y animal.

Y te preguntarás ¿qué tiene que ver el olor de la lluvia el ozono? Pues bien, tiene que ver con las tormentas eléctricas, ¡claro! La exposición de los gases de efecto invernadero (Como los NOx y el CO2) a la energía eléctrica de los rayos propicia la formación de ozono.

Como consecuencia, la tormenta arrastra consigo las nuevas moléculas de ozono formadas, que alcanzan el suelo y generan ese característico aroma a «limpio» [3]. 

El papel de las bacterias: geosmina

Las bacterias, omnipresentes en prácticamente cualquier ambiente terrestre, no iban a ser menos aquí. Y es que un tipo de bacterias, conocidas como actinomicetos, sintetizan una molécula volátil de pequeño tamaño crucial en nuestra explicación de por qué huele la lluvia: la geosmina

El término actinomicetos engloba a un conjunto de bacterias filamentosas que, tiempo atrás, llegaron a confundirse con los hongos debido a su similar aspecto con las hifas de éstos. Muchas de estas bacterias son universalmente conocidas, dado que han sido (y continúan siendo) una fuente inimaginable de antibióticos. 

La geosmina nada tiene que ver con los antibióticos, pero su síntesis también se produce principalmente en bacterias del género Streptomyces. En concretodestaca la especie Streptomyces coelicolor. De hecho, se ha identificado cómo prácticamente todas las especies de este género conservan el gen asociado a la síntesis de la geosmina, lo que podría estar relacionado con un papel beneficioso para su supervivencia.

Imagen 4: Estructura química de la geosmina, uno de los principales componentes del olor a lluvia
JenWei / CC0

Sorprendentemente, los humanos somos capaces de detectar esta molécula a concentraciones sumamente bajas, incluso inferiores a 5 partes por trillón ¡Como una cucharilla de té en 200 piscinas olímpicas! No es de extrañar que identifiquemos el olor a tierra mojada tan bien, ¿no?

Asimismo, un estudio reciente ha sido capaz de identificar cómo no somos los únicos “fans” de esta molécula. Este efecto también ocurre en algunos artrópodos, como los coleombos. En este caso, la síntesis de la geosmina podría estar facilitando la diseminación de las esporas que produce la bacteria, ya que los artrópodos actuarían como vehículos de transporte a lo largo del campo ¡Taxi gratis![4].

Mecanismo de acción

Ya en el año 2015, un grupo de investigadores del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) se propuso analizar el mecanismo de liberación de estos aromas. Para ello se utilizaron cámaras high-speed, con las que consiguieron grabar y analizar el mecanismo de «choque» de las gotas de agua contra distintas superficies como el aluminio o la arcilla.

Tal y como se muestra en el siguiente video, los científicos observaron que, cuando una gota de agua golpea una superficie porosa, ésta “atrapa” pequeñas burbujas de aire al contacto. Seguidamente, las burbujas son disparadas hacia arriba, separándose en pequeñas partículas de aerosoles que se dispersan por el aire. Dependiendo de la velocidad de la gota y las propiedades de la superficie, este fenómeno es mayor o menor [5]. 

Video 1: ‘Cuando una gota de agua golpea una superficie porosa, ésta “atrapa” pequeñas burbujas de aire al contacto’
Video produced and edited by Melanie Gonick/MIT

Mediante este tipo de experimentos se pudo observar una mayor producción de aerosoles (y por tanto de aromas) bajo condiciones de llovizna débil o moderada, en comparación a la lluvia de mayor fuerza. Además, este estudio no sólo tiene implicación en la capacidad de detectar el olor a lluvia, sino que también se relaciona con la dispersión de virus y bacterias patógenas. Al fin y al cabo, la lluvia está presente en todo momento, en un lugar u otro. 

Referencias

[1] Bear, I. J., & Thomas, R. G. (1964). Nature of Argillaceous Odour. Nature 201, 993–995. https://doi.org/10.1038/201993a0

[2] Bear, I. J., & Thomas, R. G. (1966). Genesis of petrichor. Geochimica et Cosmochimica Acta30(9), 869–879. https://doi.org/10.1016/0016-7037(66)90025-1

[3] Yuhas Daisy (2012). Storm Scents: It’s True, You Can Smell Oncoming Summer Rain. Scientific American. <https://www.scientificamerican.com/article/storm-scents-smell-rain/> [checked 21-09-2020]

[4] Becher, P.G., Verschut, V., Bibb, M.J. et al. (2020). Developmentally regulated volatiles geosmin and 2-methylisoborneol attract a soil arthropod to Streptomyces bacteria promoting spore dispersal. Nat Microbiol 5, 821–829. https://doi.org/10.1038/s41564-020-0697-x

[5] Chu Jennifer (2015). Rainfall can release aerosols, study finds. <https://news.mit.edu/2015/rainfall-can-release-aerosols-0114> [checked 21-09-2020]

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Carolina Ropero Pérez

Biotecnóloga con interés por la microbiología (¡entre otros muchos campos!) y con inmensas ganas de divulgar. "Me enseñaron que el camino del progreso no era rápido ni fácil." - Marie Curie