Comment est libérée l’odeur de la Terre après la pluie ?

L’odeur caractéristique libérée après une pluie légère sur un sol sec est un phénomène appelé le petrichor. Il y a déjà deux ans, nous découvrions par l’intermédiaire d’une étude australienne de 1964 que l’odeur dégagée est en partie due à un composé organique, la géosmine, libérée par certaines bactéries du sol appelées Actinomycètes et la pluie qui tombe les amène à être éjectés dans l’air.

Maintenant, des scientifiques du MIT pensent qu’ils pourraient avoir identifié le mécanisme qui libère cet arôme, ainsi que d’autres aérosols contenant bactéries et autres virus, dans l’environnement.

En utilisant des caméras à haute vitesse, les chercheurs ont observé que lorsqu’une goutte de pluie frappe une surface poreuse, elle piège de minuscules bulles d’air au point de contact. Comme dans un verre de champagne, les bulles remontent, pour finir par éclater dans une effervescence d’aérosols.

L’équipe a également été en mesure de prédire la quantité d’aérosols émis, sur la base de la vitesse de la goutte d’eau et la perméabilité de la surface de contact.
Les chercheurs soupçonnent qu’en milieu naturel, les aérosols peuvent porter des éléments aromatiques, ainsi que les bactéries et les virus stockés dans le sol. Ces aérosols peuvent être libérés lors de pluies légères ou modérées, puis ils se propagent par des rafales de vent.

Ils précisent ainsi que maintenant qu’ils ont identifié le mécanisme de génération d’aérosols induite par les gouttes de pluie, les résultats peuvent aider à expliquer comment certaines maladies telluriques (à partir de la famille des bactéries qui se trouvent naturellement dans le sol) se sont répandues.

Pour ce faire, ils ont mené environ 600 expériences sur 28 types de surfaces : 12 matériaux artificiels et 16 échantillons de sol. Dans leur laboratoire, les chercheurs ont d’abord mesuré la perméabilité de chaque échantillon de sol en les plaçant dans de longs tubes, puis en y ajoutant de l’eau au fond afin de mesurer à quelle vitesse l’eau remontait à travers le sol. Plus rapide fut cette remontée par capillarité, plus perméable était le sol.
Dans des expériences séparées, l’équipe a déposé de simples gouttes d’eau sur chaque surface, simulant diverses intensités de précipitations en ajustant la hauteur à partir de laquelle les gouttes étaient libérées.

Les chercheurs du MIT ont mis en place un système de caméras à haute vitesse pour capturer des gouttes de pluie à l’impact. Les images qu’ils ont produites ont révélé un mécanisme qui n’avait pas été détecté: alors qu’une goutte d’eau frappe une surface, elle commence à s’aplatir; simultanément, de minuscules bulles montent à travers et à la surface de la goutte, avant d’éclater dans l’air. Selon la vitesse de la goutte, et les propriétés de la surface, un “nuage frénétique d’aérosol" peut être dispersé.

Des centaines de gouttelettes d’aérosol peuvent être libérées dans un bref délai de quelques microsecondes.De ses expériences, l’équipe a observé que davantage d’aérosols étaient produits lors d’une pluie légère à modérer, mais beaucoup moins lors de fortes pluies.

Les scientifiques ont également réalisé des expériences en utilisant gouttelettes liquides colorés sur certaines surfaces contenant un colorant fluorescent. Ils ont observé au microscope que les aérosols libérés des gouttes de pluie contenaient le colorant, une constatation qui suggère que ces aérosols peuvent aussi transporter d’autres contaminants, tels que des virus et des bactéries telluriques.

Les chercheurs mènent actuellement des expériences similaires avec des surfaces contenant des bactéries et des pathogènes du sol tel que l’Escherichia coli, pour observer si des contaminants peuvent être dispersés de manière significative par les précipitations.

Les résultats de l’étude publiées cette semaine dans la revue Nature Communications : Aerosol generation by raindrop impact on soil et annoncée sur le site du MIT : Rainfall can release aerosols, study finds.

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