Yağmur Sonrası Toprak Kokusu: Toprak, Sevdiklerimizi Aldığı İçin mi Böyle Güzel Kokar?

Ünlü Türk şair Turgut Uyar'a atfedilen (ama ona ait olmayan^[1]) bir şiirde, şöyle sorulduğu söylenir: "Toprak, sevdiklerimizi aldığı için mi böyle güzel kokar?"

Bu, edebi anlamda kulağa hoş gelse de, bilimsel olarak da oldukça ilginç bir sorudur; çünkü toprak kokusunu, hele ki yağmur sonrası toprak kokusunu hepimiz deneyimlemişizdir. Edebiyatta insanı duygulara itme gayesi bir yana, bilimde sorunun cevabı oldukça nettir: Hayır, toprağa o kendine has kokusunu veren, "sevdiklerimizin/ölülerin içerisinde yatması" değildir; daha ziyade, bakteri ve mantarların atıklarının kokusudur. Hem de üreme amacıyla ürettikleri bir kimyasal atığın kokusudur!

Petrikor: Yağmur Sonrası Toprak Kokusu!

Genellikle yağmurdan sonra deneyimlenen taşsı/topraksı kokuya petrikor denmektedir. Bu kelime, Yunancadaki πέτρα yani "taş/kaya" ile ἰχώρ yani Yunan mitolojisinde tanrıların damarlarından akan sıvıya verilen isimden türetilmiştir. Toprağa düşen yağmurun yarattığı topraksı kokuya işaret etmek için kullanılmaktadır.

Geosmin

Aslında yağmurun kendisi, su gibi, kokusuzdur. Ancak yağmurdan sonra burna gelen kokuya sebep olan ana kimyasal, (4S,4aS,8aR)-4,8a-dimetiloktahidronaftalin-4a(2H)-ol isimli bir kimyasaldır. Daha basit adıyla geosmin olarak bilinen bir kimyasal maddedir. Bu madde, mavi-yeşil algler olarak da bilinen siyanobakteriler (özellikle de Anabaena, Phormidium ve Planktothrix gibi), Actinomyces sınıfından filamentli bakteriler (özellikle de Streptomyces) ve bazı mantarlar tarafından üretilen bir atıktır. Yani bu madde, sözünü ettiğimiz bu canlıların normal biyolojik fonksiyonlarının bir yan ürünü olarak üretilir.^{[2], [3]}

Özellikle de Streptomyces türü bakteriler, üremekte kullanacakları sporları üretirken geosmini de yan ürün olarak üretir ve dışarı atarlar.^[4] Bu bakteriler, aynı zamanda bütün doğal antibiyotiklerimizin (antibakteriyel, antiparazitik ve antifungal ilaçların) %70 kadarını ve kimi durumda insanlar için hayati olan, savunma sistemi baskılayıcı (immünosupresan) ilaçları üretmekte kullanılmaktadırlar.

Geosmin, yağışsız zamanlarda sürekli olarak toprakta birikir. Ne zaman ki yağmur yağar, işte o zaman toprak, ıslanır ve nemlenir. Yağmur damlaları toprağa düştükçe, çarpmanın şiddeti ve yağmur damlalarının nemi nedeniyle toprakta halihazırda çökelti şeklinde birikmiş sporlar ve diğer aşırı ufak toz parçaları aerosol etkisi ile havaya karışır. MIT'de yapılan bir çalışma, bunun nasıl olduğunu kameraya kaydetmeyi başarmıştır:

Bu aerosolün içinde bulunan kimyasallardan birçoğu, özellikle de geosmin ve 2-methylisoborneol (MIB) gibi moleküller, burnumuzda yer alan koku tomurcuklarımızı uyarır. Burnumuz, özellikle de geosmine karşı aşırı duyarlıdır: Havadaki 1 trilyon koku parçacığından sadece 5 tanesi geosmin olsa bile bu kokuyu algılayabiliriz!^[5]

İşte yağmurun bakteri sporlarıyla bezenmiş toprak üzerine düşmesiyle başlayan bu süreç sonucunda, "toprak kokusu" veya "yağmur kokusu" olarak algıladığımız, üzerine şiirler ve kitaplar yazılan, aşk hikayelerinin vazgeçilmezi olan, toz pembe rüyalara dalmamıza neden olan kokuyu duyarız. Halbuki kokladığımız, çoğu mikroskobik olan canlıların biyolojik faaliyetleri sırasında üretilen bir yan üründür; bir atıktır!

Fırtınalar ve Ozon

Ancak yağmurla ilişkilendirilen tek koku geosmin kaynaklı değildir. Örneğin bazı insanların yağmur yağmadan önce bile yağmur kokusunu alabilirler. Bu kişilerin aldığı koku, geosmin değildir. Ozondur.

Özellikle ağır bir fırtınadan sonra "temiz" kokusu, ozondan kaynaklanır. Ozon, Yunancadaki "ozein" sözcüğünden türetilmiştir ve bu sözcük, "kokmak" anlamına gelmektedir. Ozon, üç oksijen atomunun birbirine bağlanmasıyla oluşan bir moleküldür ve bu yüzden trioksijen olarak da bilinir. Ozonun bizde yarattığı koku algısı özellikle "keskin bir koku" olarak tanımlanır ve genellikle havuzlardan aşina olduğumuz klorin kokusuna benzetilir (halbuki havuz kokusu da klor kokusu değil, idrar kokusudur).

İşte daha fırtına başlamadan önce, insanların yağmuru koklayabilmesinin nedeni bu ozon molekülüdür.^[6] Bir fırtınadan kaynaklı yağışlar başlamadan önce de çakan şimşekler, bazen ortamdaki azot ve oksijen moleküllerini parçalara ayırabilir. Buna bağlı olarak bir miktar ozon oluşur ve rüzgarlarla yaklaşmakta olan fırtınaların oluşturduğu bu ozon burnunuza ulaşabilir. Ayrıca atmosfere çarpan ultraviyole ışık da O₂ moleküllerini paröalayabilir ve bazen bu serbest oksijen atomlarından biri, diğer bir oksijen molekülüne bağlanarak ozon oluşturabilir.

İnsan burnu, tıpkı geosmin gibi ozon kokusuna da oldukça duyarlıdır: Ortalama bir insan burnu, ozonun belirgin kokusunu, 1 milyarda 10 parçacık seviyesinde bile tespit edebilir.^[7]

Birçoklarına hoş ve temiz gelen bu kokusuna rağmen, saf ozon aslında oldukça tehlikeli bir moleküldür ve nispeten yüksek konsantrasyonlarda, akciğerlerinizdeki hücreleri yok edebilir. Neyse ki, bir fırtınanın öncesi veya sonrasında ozon konsantrasyonun, size kalıcı bir zarar vermesi muhtemel değildir.

Bitki Salgıları

Yağmur sonrası aldığımız kokuya katkı sağlayan bir diğer faktör de oldukça çeşitli bitkiler tarafından salgılanan yağlardır. Bu yağlar, tıpkı geosmin gibi zamanla toprakta birikir ve yağmur yağdığında, yağları oluşturan bazı kimyasallar, genellikle geosmin ile birlikte atmosfere saçılır. Bu da yine aşina olduğumuz ve cezbedici o kokuya katkı sağlar.

Yağmur kokusuna katkıda bulunan yağları oluşturan tüm maddeler henüz tam olarak keşfedilmiş değildir; ancak bu maddelerden birinin, 1970'lerde Nancy Gerber tarafından izole edilen ve izole haldeyken oldukça yağmur gibi bir kokuya sahip olan 2-izopropil-3-metoksi-pirazin olabileceği düşünülmektedir.

Nancy, 1960'lı yıllarda Avustralyalı iki kimyager Isabel Bear ve R. G. Thomas tarafından bu konuda yapılan araştırmaları takip ederek bu kimyasalı izole etmiştir. 1964'te, Bear ve Thomas, kili kurutarak ve kil içinde bulunan yağları izole edip analiz ederek, ayırt edici yağmur kokusuna neyin sebep olduğunu keşfetmeye çalışmışlardır. Her ne kadar bunun sebebini tam olarak çözememiş olsalar da kaynağın "yağmurdan sonra kokular gibi kokan, yağlı ve sarı bir malzeme" olduğunu tespit edebilmişlerdir. İşte bu, bitkiler tarafından salgılanan yağlara aittir; ancak içeriği halen muammadır.

Bu Koku Neden Hoşumuza Gidiyor?

Bu koku bize güzel gelir, çünkü bu canlılar (dolayısıyla da petrikor), biz evrimsel tarih sahnesine çıkmadan çok önceleri de oradaydı ve benzer kimyasallara sahiplerdi. Hele ki atalarımız, ormanlarda yaşarken sıklıkla bu kokuyla iç içelerdi. Dolayısıyla, 6 milyon yıl önce başlayan evrimimiz sırasında, bu kokuya evrimsel bir yakınlık duymamız son derece normaldir.

Atalarımız, yağışın olduğu zamanlara muhtaç olarak evrimleşmiştir; bu yağışlar, onlara hayat vermiştir. Dolayısıyla çok uzaklarda yağan yağmurdan saçılan petrikoru bile algılamak, oraya yönelerek su bulma ihtimalini artırarak, evrimsel süreçte avantaj sağlamış ve bu nedenle bu kadar hassas bir geosmin hassasiyetine sahip olmamıza neden olmuş olabilir.^[8]

Carl Sagan (1934-1996)

Yani yağmur kokusunun pek de "romantik" bir sebebi yok diyebiliriz. Hatta toprak kokusunun ardındaki sebep, kimilerine "erotik" bile gelebilir, kim bilir?