หลังจากที่อากาศร้อนและดูเหมือนจะแห้งแล้งมานาน ฝนแรกที่กำลังตกลงมาก็ทำให้เราได้กลิ่นหอมอบอวลของธรรมชาติ ที่เรามักเรียกกันว่า กลิ่นดิน มันเป็นกลิ่นสดชื่นที่หลาย ๆ คนชื่นชอบ แต่ในความเป็นจริงแล้วกลิ่นดินนี้มีที่มาจากแบคทีเรียชนิดหนึ่ง

กลิ่นดินมาจากไหน

ในภาษาอังกฤษมีคำเฉพาะเรียก "กลิ่นดิน" ว่า "เพทริคอร์ (Petrichor)" โดยมาจากภาษากรีกว่า Petros ที่หมายถึง หิน และคำว่า ichor ที่หมายถึง ของเหลวที่ไหลเวียนอยู่ในร่างของเทพเจ้ากรีก ซึ่งแม้ว่าจะเรียกกลิ่นหอมสดชื่นยามที่ฝนตกลงมานี้ว่า กลิ่นดิน แต่แท้จริงแล้ว กลิ่นดินเป็นกลิ่นของสารประกอบทางเคมีบางชนิดที่มาผสมผสานกัน

ในปี ค.ศ. 1964 นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียน 2 คน ได้ทำการศึกษาวิจัยถึงที่มาของกลิ่นดิน พวกเขาพบว่า กลิ่นดินนี้มีความเกี่ยวข้องกับพายุฝน โดยมาจาก โอโซน จีโอสมิน และน้ำมันของพืชบางชนิด

กลิ่นแรกคือกลิ่นของโอโซน (O₃) ซึ่งโดยปกติโอโซนนี้จะอยู่ในชั้นบรรยากาศที่ชื่อว่า สตราโตสเฟียร์ ห่างจากพื้นโลกขึ้นไปประมาณ 20-50 กิโลเมตร แต่หากเกิดพายุฝน และมีฟ้าผ่า ฟ้าแลบ ประจุไฟฟ้าจากปรากฏการณ์ดังกล่าวจะทำให้โมเลกุลของก๊าซออกซิเจน (O₂) และก๊าซไนโตรเจน (N₂) ในอากาศแตกออกจากกัน กลายเป็นอะตอมเดี่ยว อะตอมของออกซิเจนและไนโตรเจนบางส่วนจะรวมกันเป็นไนตริกออกไซด์ (NO) หรือไนตรัสออกไซด์ (N₂O) ขณะที่อะตอมของออกซิเจนที่เหลือก็จะรวมกันเองกลายเป็นโอโซน (O₃) ในที่สุด และเมื่อกระแสลมฝนเคลื่อนตัวลงต่ำ ก็พัดพาเอากลิ่นโอโซนเหล่านี้ลงมาด้วย ดังนั้น เราจึงมักได้กลิ่นของโอโซนในตอนที่พายุกำลังจะมา

กลิ่นต่อมาคือ กลิ่นจากสารประกอบอินทรีย์ที่เรียกว่า จีโอสมิน (Geosmin) มันถูกปล่อยออกมาจากแบคทีเรียเมื่อพวกมันตายลง โดยอยู่รอบ ๆ ดินที่มีความชื้น เมื่อฝนตกลงมา หยดน้ำฝนกระทบกับพื้นดินที่มีจีโอสมินอยู่ กลิ่นของจีโอสมินจะกระจายออกไปจนเราได้กลิ่น ความรุนแรงของกลิ่นจะขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ฝนตกครั้งล่าสุด ความเข้มข้นของฝน และถ้าจีโอสมินถูกสะสมเป็นเวลานานและมากขึ้นในช่วงเวลาที่แห้งแล้ง เมื่อฝนตกลงมาอีกครั้ง กลิ่นของมันก็จะยิ่งรุนแรง นอกจากนี้หากฝนตกลงมาเป็นละอองฝอยมากเท่าไร มันยิ่งช่วยให้จีโอสมินลอยตัวจากพื้นดินได้นานขึ้น และกลิ่นดินก็จะยิ่งแรงขึ้นอีก ในทางตรงข้าม หากฝนตกหนักจีโอสมินจะไม่สามารถลอยขึ้นไปในอากาศได้มากพอ นั่นจึงเป็นหตุผลที่ทำให้กลิ่นลดลง

ส่วนกลิ่นจากน้ำมันของพืช เกิดจากการที่พืชปล่อยน้ำมันออกมาในช่วงเวลาที่แห้งแล้ง เพื่อชะลอการงอกและการเติบโตของเมล็ดของพวกมัน เพราะหากพื้นที่มีความแห้งแล้งมาก ไม่มีน้ำเพียงพอ มันก็เป็นไปไม่ได้เลยที่ลูกหลานของพวกมันจะรอดและขยายพันธุ์ต่อไปได้ในสถานการ์ดังกล่าว น้ำมันเหล่านี้เป็นพวก stearic acid และ palmitic acid ซึ่งเป็นน้ำมันของพืชทั่วไป มันคือกรดไขมันที่มีสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนที่ยาว และมีกลุ่มคาร์บอกซิล (R−COOH) เกาะอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง และกลุ่มเมทิล (R−CH₃) ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง โดยจะเกาะติดกับดิน หิน พื้นผิวทางเดิน และเมื่อฝนตกลงมา น้ำฝนจะสัมผัสกับโมเลกุลเหล่านี้ ทำให้พวกมันถูกปลดปล่อยสู่บรรยากาศเช่นเดียวกับจีโอสมิน จึงเพิ่มกลิ่นดินให้ชัดเจนขึ้นอีก

จีโอสมิน (Geosmin) คืออะไร

จีโอสมิน มาจากภาษากรีกโบราณว่า geo ที่หมายถึง ดิน และ osme ที่หมายถึง กลิ่น จีโอสมินเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ปล่อยออกมาจากแบคทีเรียที่มีลักษณะคล้ายเชื้อรา เรียกว่า สเตรปโทมัยซีท (Streptomycetes) ซึ่งเป็นแบคทีเรียในกลุ่มแอคติโนมัยซีท (Actinomycetes) พบได้มากในดินที่มีความอุดมสมบูรณ์

จีโอสมินเป็นแอลกอฮอล์ที่มีโครงสร้างเป็นวง  (คล้ายเบนซิน) 2 วงเชื่อมกัน มีสูตรเคมีว่า C₁₂H₂₂O โดยประกอบไปด้วย ออกซิเจน 8.77% ไฮโดรเจน 12.17% คาร์บอน 79.06% ซึ่งมนุษย์จะรับกลิ่นจีโอสมินได้ไวมาก และตรวจจับได้ในระดับแม้เพียงเล็กน้อย นั่นคือ มีจีโอสมิน 5 ส่วนในล้านล้านส่วน เราก็สามารถได้กลิ่นของมัน และจากตรงนี้จีโอสมินก็ได้กลายมาเป็นส่วนผสมสำคัญในน้ำหอมหลายชนิดในปัจจุบัน

นอกจากมนุษย์แล้ว สัตว์ก็สามารถตรวจจับกลิ่นของจีโอสมินได้ เช่น แมลงวันผลไม้ แต่พวกมันไม่ชอบกลิ่นของจีโอสมินนักและพยายามหลีกเลี่ยงกลิ่นนี้ ซึ่งอาจเพื่อป้องกันอาหารที่ปนเปื้อนหรือเป็นพิษ แต่จีโอสมินไม่ได้เป็นอันตรายต่อมนุษย์ เพียงแต่ถ้ามีกลิ่นของมันในอาหารบางประเภท หลาย ๆ คนก็อาจจะไม่ชอบเช่นกัน เช่น เห็ด ผักโขม บีทรูท ปลาน้ำจืดบางชนิด แต่การปรุงอาหารเหล่านี้ร่วมกับส่วนผสมที่มีความเป็นกรด เช่น น้ำส้มสายชู ก็จะช่วยให้กลิ่นของจีโอสมินจางลงหรือหายไปได้  ขณะที่สัตว์บางชนิดก็ชอบกลิ่นของจีโอสมินเอามาก ๆ อย่างแมลงหางดีด (springtails) และเจ้าแมลงเหล่านี้เอง ทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า ทำไมแบคทีเรียจึงต้องปล่อยจีโอสมินออกมา

กลิ่นของจีโอสมินดึงดูดแมลงหางดีด มันหลอกล่อให้แมลงหางดีดเข้ามาในอาณาจักรของมัน ซึ่งนั่นก็เพื่อแลกกับการที่แมลงหางดีดจะนำสปอร์ของแบคทีเรียออกไปสู่อาณาจักรแห่งใหม่ที่มีความอุดมสมบูรณ์มากกว่า เพื่อให้ลูกหลานของมันสามารถแพร่พันธุ์ออกไปได้ในพื้นที่แห่งใหม่ ความสัมพันธ์เช่นนี้ทำให้สายพันธุ์แบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้เมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย

ธรรมชาติมีเหตุผลและที่มาที่ไปในการสรรค์สร้างเสมอ ซึ่งสิ่งเหล่านั้นอาจเป็นได้ทั้งสิ่งจรรโลงจิตใจ ผ่อนคลายอารมณ์ หรืออาจเป็นพิษ เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบางชนิดก็เป็นได้ แต่ตราบใดที่ยังไม่มีงานวิจัยหรือข้อมูลใหม่ ๆ เกี่ยวกับจีโอสมิน มันก็ยังคงสร้างความสดชื่นและเบิกบานในใจของเราได้ต่อไป