Australië’s CSIRO heeft in de afgelopen 86 jaar van onderzoek een aantal verbazingwekkende uitvindingen gedaan, van polymere bankbiljetten tot insectenafweermiddelen en het wereldveranderende Wi-Fi. Maar we kunnen ook aanspraak maken op iets meer esoterisch – we hebben zelfs een heel nieuw woord uitgevonden.

En nee, we hebben het niet over een van die nieuwerwetse internetwoorden zoals “YOLO”, “selfie” of “totes”.

Het woord is “petrichor”, en het wordt gebruikt om de aparte geur van regen in de lucht te beschrijven. Of, om preciezer te zijn, het is de naam van een olie die vrijkomt uit de aarde in de lucht voordat de regen begint te vallen.

De onstuimige geur van opkomend nat weer is iets waarmee de meeste Australiërs vertrouwd zijn – sommige wetenschappers suggereren nu zelfs dat de mens een voorliefde voor de geur heeft geërfd van voorouders die voor hun overleving afhankelijk waren van regenachtig weer.

Origins

Ook het woord zelf heeft een oude oorsprong. Het is afgeleid van het Griekse “petra” (steen) en “ichor” dat, in de Griekse mythologie, het etherische bloed van de goden is.

Maar het verhaal achter de wetenschappelijke ontdekking is een minder bekend verhaal. Hoe komt het dat we dit hemelse bloed in de steen hebben gevonden?

Nature of Argillaceous Odour is misschien een mond vol, maar dit was de naam van het artikel dat op 7 maart 1964 in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd door de CSIRO-wetenschappers Isabel (Joy) Bear en Richard Thomas, en dat voor het eerst petrichor beschreef.

Thomas had jarenlang getracht de oorzaak te achterhalen van een reeds lang bekend en wijdverbreid verschijnsel. Het artikel opent als volgt:

Dat vele natuurlijke droge kleien en bodems een eigenaardige en karakteristieke geur ontwikkelen wanneer ze worden ingeademd of bevochtigd met water, wordt erkend door alle vroegere handboeken over mineralogie.

De geur kwam vooral voor in dorre streken en werd algemeen herkend en geassocieerd met de eerste regens na een periode van droogte. Het artikel vervolgt:

Er zijn aanwijzingen dat door droogte getroffen vee onrustig reageert op deze “geur van regen”.

De geur was eigenlijk al beschreven door een kleine parfumindustrie die vanuit India opereerde en die erin geslaagd was de geur op te vangen en te absorberen in sandelhoutolie. Zij noemden het “matti ka attar” of “aarde parfum”. Maar de bron was nog steeds onbekend voor de wetenschap.

Joy en Richard, werkzaam bij wat toen onze Division of Mineral Chemistry in Melbourne was, waren vastbesloten om de oorsprong te identificeren en te beschrijven.

Door stoomdestillatie van rotsen die waren blootgesteld aan warme, droge omstandigheden in de open lucht, ontdekten zij een gelige olie – gevangen in rotsen en grond maar vrijgekomen door vocht – die verantwoordelijk was voor de geur.

De uiteenlopende aard van de gastmaterialen heeft ons ertoe gebracht de naam “petrichor” voor te stellen voor deze schijnbaar unieke geur die kan worden beschouwd als een “ichor” of “ijle essence” afkomstig van rots of steen.

De olie zelf werd dus petrichor genoemd — het bloed van de steen.

Breng de vochtigheid

De geur zelf ontstaat wanneer de verhoogde vochtigheid – een voorloper van regen – de poriën van stenen (rotsen, aarde, enz.) vult met minuscule hoeveelheden water.

Hoewel het slechts een minuscule hoeveelheid is, is het genoeg om de olie uit de steen te spoelen en petrichor in de lucht te laten vrijkomen. Dit wordt nog versneld wanneer het werkelijk regent en contact maakt met de aarde, waardoor de geur in de wind wordt verspreid.

Volgens het Nature Paper:

In het algemeen waren materialen waarin kiezelzuur of verschillende metaalsilicaten overheersten uitmuntend in hun vermogen om de geur te verspreiden. Er werd ook opgemerkt dat de geur kon worden verkregen uit vers ontstoken materialen die rijk zijn aan ijzeroxide, met of zonder silica.

Het is een prachtige opeenvolging van gebeurtenissen, maar een die misschien moeilijk te visualiseren is.

Trotsend op de voortdurende wetenschappelijke fascinatie voor deze bevinding, heeft een team van wetenschappers aan het Massachusetts Institute of Technology dit jaar een super slow motion video vrijgegeven van het petrichor-proces in beweging.

Met behulp van hogesnelheidscamera’s zagen de onderzoekers dat wanneer een regendruppel een poreus oppervlak raakt, hij kleine luchtbelletjes vasthoudt op het punt van contact. Net als in een glas champagne schieten de belletjes dan omhoog, om uiteindelijk uit de druppel te barsten in een bruis van aërosolen.

Het team was ook in staat om de hoeveelheid vrijgekomen aërosolen te voorspellen, gebaseerd op de snelheid van de regendruppel en de permeabiliteit van het contactoppervlak, wat kan verklaren hoe bepaalde op de bodem gebaseerde ziekten zich verspreiden.

Laterende erfenis

Er is een klein corpus van onderzoek en literatuur over petrichor dat op zichzelf fascinerend is, waaronder Thomas en Bear’s latere paper Petrichor and Plant Growth, een jaar nadat ze de geur voor het eerst hadden benoemd.

Wat is er met Joy Bear en Richard Thomas gebeurd?

Richard was eigenlijk in 1961 met pensioen gegaan bij CSIRO toen hij de eerste chef was van de afdeling Mineralenchemie. Hij stierf in 1974, 73 jaar oud.

Joy, 88 jaar oud, een ware vernieuwer en pionier op haar gebied, ging pas in januari van dit jaar met pensioen bij CSIRO, na een carrière van meer dan 70 jaar.

De gezamenlijke ontdekking van petrichor was slechts een onderdeel van een waarlijk opmerkelijke en inspirerende carrière die in 1986 haar hoogtepunt bereikte met de benoeming van Joy tot Lid in de Orde van Australië voor haar diensten aan de wetenschap.

We zijn beiden dankbaar voor de blijvende erfenis van het geven van een naam aan de geur van regen en Joy voor het rolmodel dat ze is geweest voor zoveel vrouwen in de wetenschap.

Dit maakt deel uit van een serie over uitvindingen van CSIRO.