Petrichor (hương mưa, dân gian còn gọi là "hơi đất") là mùi mà bạn ngửi được trong không khí sau một cơn mưa rào. Từ vài thập kỷ trước, người ta đã biết mùi đặc biệt này được tạo ra từ một loại vi khuẩn sống trong đất và những giọt mưa giúp nó lan tỏa trong không khí. Tuy nhiên, mãi cho tới hiện nay, bằng cách sử dụng camera tốc độ cao, các nhà khoa học mới có thể hiểu được quá trình giọt mưa rơi trên mặt đất và giải phóng mùi hương này. Phát hiện này không chỉ lý giải được hiện tượng đời thường sau mỗi cơn mưa, mà còn giúp giải thích làm thế nào vi khuẩn E. coli và những tác nhân gây bệnh khác có thể di chuyển từ đất ra không khí.
Thuật ngữ Petrichor xuất hiện lần đầu tiên trên tạp chí Nature vào năm 1964 nhằm diễn tả mùi mà con người cảm nhận được trong không khí khi một cơn mưa rào đổ xuống mặt đất sau những ngày nắng hạn. Nguyên nhân là do trong thời gian khô hạn, thực vật tiết ra một số loại tinh dầu vào trong đất. Thời gian khô hạn càng dài thì lượng dầu càng nhiều. Lượng dầu này sẽ được trộn với chất hóa học tiết ra bởi một số loại xạ khuẩn nhất định sống trong đất. Những loại xạ khuẩn này lại cần có mưa để giúp di chuyển các bào tử của chúng. Và khi mưa xuống, hỗn hợp này sẽ được đẩy vào không khí tạo thành mùi hương như chúng ta ngửi được. Ngoài ra, những cơn mưa có sấm chớp còn có thể tạo ra một nguyên tố khác cũng tạo mùi là ozone. Sấm sét có khả năng tách các phân tử Oxy và Ni tơ trong không khí và tạo thành ozone (O3). Nếu có đủ nồng độ O3 trong không khí, nó sẽ tạo ra mùi hăng, tương tự như clo.
Quá trình các hóa chất và vi khuẩn trong không khí từ các bong bóng nước được ghi lại bởi camera tốc độ cao với 3 giai đoạn: hình thành bong bóng, bong bóng phồng lên và bong bong vỡ.
Trong nghiên cứu mới nhất, 2 nhà nghiên cứu Young Soo Joung và Cullen Buie tại Viện công nghệ Massachusetts (MIT) đã dùng camera tốc độ cao và phát hiện ra cơ chế hỗn hóa chất lan tỏa từ đất vào không khí. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature mới đây. Trong báo cáo, nhà nghiên cứu Joung cho biết: "Mãi cho đến bây giờ, con người vẫn chưa biết được làm thế nào các sol khí (aerosols) có thể được tạo ra sau khi mưa rơi trên đất. Phát hiện lần này đã tạo tiền đề để hiểu được các hiện tượng tương tự trong tự nhiên, lý giải được làm thế nào các loại vi khuẩn phát quang, những loại hóa chất và vật liệu tự nhiên khác trong đất có thể phát tán ra không khí và thậm chí là tới con người."
Nhóm 2 nhà nghiên cứu đã dùng camera tốc độ cao để phân tích hàng trăm hạt nước mưa rơi xuống 16 loại đất tại khu vực Massachusetts và được thiết kế thành 12 bề mặt khác nhau. Nhóm nhận thấy rằng khi va đập, những hạt mưa sẽ lan rộng ra và tạo thành các bong bóng khí. Khi giọt nước mưa bắt đầu thụt vào, các bong bóng khí sẽ nở trên mặt đất và mang theo các sol khí. Với điều kiện lý tưởng, hàng trăm giọt sol khí sẽ được tạo thành chỉ trong 1 micro giây. Tỷ lệ sol khí đuọc giải phóng phụ thuộc vào vận tốc của hạt mưa tại thời điểm va chạm cũng như các thành phần mặt đất. Mưa càng nặng hạt đồng nghĩa với tốc độ nhanh, chạm vào diện tích lớn trên mặt đất và có thời gian quá nhanh để có thể tạo thành các bong bóng.
Hình ảnh những hạt nước mưa rơi trên đất do camera tốc độ cao ghi lại được
Khi cho một luồng không khí nhẹ thổi qua lúc các hạt nước rơi xuống, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các hạt nước li ti mang sol khí vỡ ra từ bong bóng sẽ bay theo dòng không khí. Nhóm nghiên cứu nghi ngờ rằng đây chính là cơ chế để các loại tinh dầu và vi khuẩn lan tỏa trong không trung. Một khi các hạt nhỏ này theo gió mang tới mũi và tác động vào khứu giác, chúng ta sẽ cảm thấy được "hương mưa". Dù trước đây, chúng ta đã biết được trong hương mưa có vi khuẩn, nhưng mãi cho đến nay thì cơ chế chính xác của nó mới được phát hiện.
Nhà nghiên cứu Buie lý giải: "Sol khí trong không khí chắc chắn gây ra bởi hiện tượng này. Có thể không cần mưa, mà chỉ cần một hệ thống phun nước vào mảnh đất sau nhiều ngày nắng hạn cũng có thể dẫn tới sự phân tán của các chất độc trong đất." Mở rộng phát hiện này ra, các nhà khoa học còn có thể biết được, làm thế nào các loại tác nhân gây bệnh trong đất, điển hình như E. coli và một số loại nấm nhất định, có thể gây ra bệnh hoặc thậm chí là nhiễm trùng nếu con người hít phải. Bằng cách nhuộm huỳnh quang các loại vi khuẩn trong đất và lặp lại thí nghiệm, nhóm nghiên cứu phát hiện ra các tác nhân gây bệnh đã tồn tại trong các sol khí.
Joung kết luận: "Để ngăn ngừa sự lây nhiễm của các vi sinh vật từ thiên nhiên vào cơ thể người, chúng ta cần phải biết được cơ chế chính xác của vấn đề. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã cung cấp một con đường lây truyền hoàn toàn khả thi." Và cuối cùng, qua nghiên cứu này bản thân mình cũng đã hiểu được tại sao lúc bé, bà mình không cho mình nghịch những cơn mưa đầu mùa dựa vào quan niệm dân gian: "Hít hơi đất sau khi mưa đầu mùa là bệnh đó." Đồng thời, cám ơn bạn @hieuminhsuphu đã đặt câu hỏi về "hơi đất" với mình. Hy vọng rằng phát hiện lần này có thể cho bạn cũng như các bạn khác câu trả lời thỏa đán. Chúc vui vẻ.
Thứ Ba, 21 tháng 4, 2015
CÁC NHÀ KHOA HỌC ĐÃ LÝ GIẢI ĐƯỢC CƠ CHẾ TẠO RA MÙI TRONG KHÔNG KHÍ SAU NHỮNG CƠN MƯA ĐẦU MÙA
Đăng ký:
Bài đăng (Atom)