Scent of the Soil : पहिल्या पावसात मातीचा सुगंध का येताे?
1 min read
Scent of the Soil : तप्त ब्रह्मांडाच्या गर्भातून कोसळणारी पावसाची पहिली अमृतरूपी सर आणि व्याकुळ धरणीचे हे मिलन म्हणजे ऋतूचक्र नव्हे, तर तो आदिम विश्वाचा एक अलौकिक खगोलीय सोहळा आहे. महिन्यान् महिने उन्हाच्या झळा सोसून कोरडी झालेली माती जेव्हा नभाच्या पहिल्या थेंबाचा स्पर्श अनुभवते, तेव्हा तिच्या रोमरोमातून एक धुंद करणारा, भन्नाट सुगंध हवेत तरंगू लागतो. हा सुवास नाकात भरताच भान हरपून जाते; पण हा केवळ मातीचा गंध (Scent of the Soil) नाही, तर तो निसर्गाने भूगर्भात लपवलेलं एक अद्भुत विज्ञान आहे. शास्त्रीय भाषेत याला ‘पेट्रीकोर’ (Petrichor) म्हणतात. 1964 मध्ये ऑस्ट्रेलियन शास्त्रज्ञ इसाबेल बेअर आणि रिचर्ड थॉमस यांनी दिलेले हे नाव ग्रीक संस्कृतीतून आलेय; जिथे ‘पेट्रा’ म्हणजे पाषाण आणि ‘इकोर’ म्हणजे थेट देवांच्या शिरांमध्ये वाहणारे पवित्र द्रव. जेव्हा आकाशातील ‘ओझोन’ वायू ढगांच्या गडगडाटासह जमिनीकडे झेपावतो आणि मातीतील ‘जिओस्मीन’ हे सूक्ष्म जीवाणू व वनस्पतींच्या सुगंधी तेलाशी एकरूप होते, तेव्हा पृथ्वी स्वतःचा एक सुगंधी श्वास सोडते. निसर्गाने पृथ्वीचे रक्षण, वनस्पतींची नवसंजीवनी आणि मानवी मनाच्या स्वास्थ्यासाठी विणलेली ही एक अतिशय शिस्तबद्ध, गूढ, देखणी आणि तितकीच गुंतागुंतीची वैज्ञानिक प्रणाली आहे, जी पहिल्याच थेंबासरशी थेट आत्म्याला साद घालते.
♻️ जिओस्मीन
मातीचा सुगंध येण्यामागचे सर्वात मोठे कारण म्हणजे मातीत राहणारे एक्टिनोमायसेट्स (Actinomycetes) नावाचे सूक्ष्म जिवाणू (Bacteria). माती जेव्हा काेरडी असते, तेव्हा हे जिवाणू स्वतःचे अस्तित्व टिकवून ठेवण्यासाठी हवेत लहान बीजाणू (Spores) सोडतात. हे जिवाणू जिओस्मीन (Geosmin) नावाचे एक रासायनिक संयुग (Chemical compound) तयार करतात. ग्रीक भाषेत जिओस्मीनचा अर्थ मातीचा गंध असा होतो. पावसाचा थेंब जेव्हा कोरड्या मातीवर पडतो, तेव्हा मातीत अडकलेले हे जिओस्मीन हवेत पसरते. मानवाचे नाक या गंधाबाबत संवेदनशील असल्याने हवेत कमी प्रमाणात असलेले जिओस्मीन सहज ओळखून प्रसन्न होते.
♻️ वनस्पतींचे तेल
उन्हाळ्यात तीव्र उष्णतेमुळे बहुतांश झाडे व वनस्पती एक विशिष्ट प्रकारचे तेल (Plant Oils) सोडते. आसपासची माती व खडक ते तेल शोषून घेते. पावसाचे थेंब जेव्हा या माती व खडकावर पडताच मातीत साठलेले हे तेल जिओस्मीनसोबत हवेत उत्सर्जित होते. त्यामुळे पेट्रीकोरचा सुगंध आणखी गडद आणि आल्हाददायक बनतो.
♻️ ओझोन वायू
कधीकधी पाऊस सुरू होण्याच्या अगदी थोडे आधीच आपल्याला एक वेगळाच, तीव्र सुवास येतो. हा सुवास ओझोन (Ozone – O3) वायूमुळे असतो. जेव्हा आकाशात विजा चमकतात, तेव्हा हवेतील नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचे रेणू विलग होतात. त्यातून ओझोन (O3) वायू तयार होतो. वादळी वारे हा ओझोन वायू खालच्या थरांमध्ये म्हणजेच जमिनीकडे घेऊन येतात. जेव्हा हा ओझोन, जिओस्मीन व वनस्पतींचे तेल एकत्र येतात, तेव्हा आपल्याला तो परिपूर्ण ‘पावसाचा सुगंध’ मिळतो.
♻️ पावसाचा थेंब पडताच नक्की काय होते?
जेव्हा पावसाचा थेंब मातीवर पडतो, तेव्हा तो जमिनीवरचे सूक्ष्म हवेचे बुडबुडे हवेत उडवतो. या तुषारांसाेबत जिओस्मीन व वनस्पती तेलाचे कण हवेत पसरवतात आणि वाऱ्यासोबत ते आपल्या नाकापर्यंत पोहोचतात. पाऊस पडल्यावर येणारा मातीचा सुगंध हा सूक्ष्म जीवाणू, वनस्पतींचे तेल व निसर्गातील रासायनिक प्रक्रिया यांचा एक अप्रतिम मिलाफ आहे, हे मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (MIT – Massachusetts Institute of Technology)च्या शास्त्रज्ञांनी 2015 मध्ये हाय-स्पीड कॅमेऱ्यांच्या मदतीने शोधून काढले.
♻️ एमआटीचे संशाेधन
पावसाच्या या सुवासामागे असणारी विज्ञानाची साखळी आणखी सखोल व रंजक आहे. मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (MIT) च्या शास्त्रज्ञांनी 2015 मध्ये केलेल्या संशोधनामुळे या प्रक्रियेतील भौतिकशास्त्राचे (Physics) अनेक नियम समोर आले. या सुवासाच्या मागचे आणखी सखोल शास्त्रीय विश्लेषणही पुढे आले.
📍 एरोसोल निर्मितीचे भौतिकशास्त्र (Aerodynamics of Aerosols)
जेव्हा पाऊस पडतो, तेव्हा तो केवळ माती भिजवत नाही, तर जमिनीवर एक सूक्ष्म स्फोट घडवून आणतो. माती ही सछिद्र (Porous Soil) असते. काेरड्या मातीत व खडकांमध्ये हवेचे सूक्ष्म फुगे किंवा पोकळी असते. पावसाचा थेंब जेव्हा ठराविक वेगाने जमिनीवर आदळतो, तेव्हा तो मातीच्या छिद्रांमध्ये असलेली हवा स्वतःच्या खाली दाबतो. त्यामुळे पाण्याच्या थेंबाच्या तळाशी हवेचे अतिसूक्ष्म बुडबुडे (Bubble Effect) तयार होतात. हे बुडबुडे पाण्याच्या थेंबातून वेगाने वर येतात आणि थेंबाच्या पृष्ठभागावर येऊन फुटतात. बुडबुडा फुटताच, मातीतील रासायनिक संयुगे (जिओस्मीन आणि तेल) अत्यंत बारीक तुषारांच्या (Aerosols) स्वरूपात हवेत फेकली जातात. हे निसर्गाचे स्प्रे (Microscopic Sprayers) आहेत.
📍 जिओस्मीनचे रसायनशास्त्र (Chemistry of Geosmin)
जिओस्मीन हे एक सेंद्रिय संयुग (Organic compound) आहे. रासायनिक भाषेत याचे नाव डिकॅलीन डेरिव्हेटिव्ह (Decalin derivative – C12H22O) असे आहे. मातीचा गंध ओळखण्याची मानवी नाकाची संवेदनशीलता (Evolutionary Sensitivity) अतिशय तीव्र आहे. कारण मानवी मेंदू व नाक जिओस्मीनचा गंध ओळखण्यात जगात सर्वाधिक पुढारलेले आहेत. आपण हवेतील प्रति 10 लाख कणांमध्ये 1 कण (1 ppm) नव्हे, तर प्रति 10 लाख कोटी कणांमध्ये काही कण (Parts Per Trillion) इतक्या सूक्ष्म प्रमाणात जरी जिओस्मीन असेल, तरी ते ओळखू शकतो. याची तुलना करायची झाल्यास, शार्क मासा जितक्या संवेदनशीलतेने पाण्यात रक्ताचा थेंब ओळखू शकतो, तितक्याच संवेदनशीलतेने माणूस हवेतील जिओस्मीन ओळखू शकतो. यात मानवाच्या उत्क्रांतीचे कारण (Evolutionary Reason) दडले आहे. आपल्या पूर्वजांना (आदिमानवांना) पिण्याच्या पाण्याचा शोध घेण्यासाठी व बदलत्या हवामानाचा अंदाज घेण्यासाठी या गंधाचा उपयोग होत असावा. म्हणूनच उत्क्रांतीच्या दरम्यान मानवी नाक या गंधासाठी अतिशय तीक्ष्ण बनले आहे, असे वैज्ञानिक मानतात.
📍 मातीचे प्रकारही महत्त्वाचे
पावसाचा वेग व मातीचा प्रकार याचा परिणाम सर्व प्रकारच्या पावसात किंवा सर्व ठिकाणी सारखाच सुगंध येत नाही. यामागे देखील वैज्ञानिक कारणे आहेत. पावसाचा वेग मंद ते मध्यम असेल म्हणजेच पाऊस जेव्हा हलका किंवा मध्यम असतो, तेव्हा बुडबुडे तयार होऊन हवेत एरोसोल निर्माण होण्यास पुरेसा वेळ मिळतो. मुसळधार पावसात थेंबांचा वेग प्रचंड असल्याने बुडबुडे तयार होण्यापूर्वीच मातीतील चिखलात रूपांतरित होते व गंध दाबला जातो. यात मातीच्या प्रकारालाही महत्त्व आहे. काेरडी, वाळलेली व चुनखडीयुक्त मातीमध्ये छिद्रांचे प्रमाण जास्त असते, ज्यामुळे हवेचे बुडबुडे सहज तयार होतात. अत्यंत चिकनमाती (Clay) असलेल्या जमिनीत छिद्र कमी असल्याने गंध कमी येतो.
📍 प्राण्यांमधील देवाणघेवाण (Biological Communication)
हा सुगंध केवळ माणसालाच आनंद देत नाही, तर निसर्गात त्याचे एक महत्त्वाचे जैविक कार्य आहे. मातीतील एक्टिनोमायसेट्स जिवाणूंना आपले बीजाणू (Spores) इतरत्र पसरवायचे असतात. जेव्हा पाऊस पडतो आणि जिओस्मीनचा सुगंध हवेत पसरतो, तेव्हा स्प्रिंगटेल्स (Springtails) नावाचे लहान कीटक या वासाने आकर्षित होऊन मातीकडे येतात. हे कीटक ते जीवाणू खात असल्यामुळे जिवाणूंचे बीजाणू या कीटकांच्या शरीराला चिकटतात किंवा त्यांच्या विष्ठेवाटे इतरत्र पसरतात. म्हणजेच, जिओस्मीन हा गंध जीवाणूंनी स्वतःच्या वंशवृद्धीसाठी निर्माण केलेले एक रासायनिक आमंत्रण आहे, ज्याचा आस्वाद आपणही घेतो.
♻️ वैज्ञानिक साखळी
या सुगंधामागे (पेट्रिकोर) लपलेली वैज्ञानिक साखळी केवळ जमिनीपुरती मर्यादित नसून, ती वनस्पतींची जीवशास्त्र रचना, कीटकांचे वर्तन आणि ढगांमधील विद्युत प्रक्रियांशी सखोलपणे जोडलेली आहे. उन्हाळ्यात वनस्पती स्वतःचे रक्षण करण्यासाठी जे तेल तयार करतात, त्याला विज्ञानात व्होलाटाईल ऑरगॅनिक कंपाउंड्स (VOCs – Volatile Organic Compounds) किंवा बाष्पीभवन होणारे सेंद्रिय पदार्थ म्हटले जाते. यामध्ये प्रामुख्याने मायर्सीन (Myrcene), पिनिन (Pinene) आणि सिट्रोनेलॉल (Citronellol) हे घटक असतात. उन्हाळ्यात पाण्याची टंचाई असते. तीव्र उष्णतेमुळे झाडांच्या बिया किंवा इतर झाडे लवकर उगवू नयेत (कारण ती पाशर्वी स्पर्धेत नष्ट होतील) म्हणून मुख्य झाडे हे तेल जमिनीत सोडतात. हे तेल इतर बियांची वाढ तात्पुरती रोखून धरते (Seed Germination Inhibition). ही झाडांची नैसर्गिक संरक्षण यंत्रणा आहे. जेव्हा पावसाचे पाणी या तेलावर पडते, तेव्हा रासायनिक प्रक्रियेमुळे हे तेल जमिनीतून सुटते आणि जिओस्मीनसोबत हवेत मिसळते. म्हणजेच, झाडांनी स्वतःच्या अस्तित्वासाठी तयार केलेले संरक्षण कवच पावसाच्या स्पर्शाने सुगंधात रूपांतरित होते. पाऊस पडताना जेव्हा आकाशात विजा चमकतात, तेव्हा केवळ ओझोन वायूच तयार होत नाही, तर हवेतील अमूल्य रासायनिक बदल घडून येतात. विजांच्या प्रचंड उष्णतेमुळे हवेतील नायट्रोजन (N2) आणि ऑक्सिजन (O2) एकत्र येऊन नायट्रोजन ऑक्साईड (Nitrogen oxide) तयार हाेते. हे वायू पावसाच्या पाण्यात विरघळतात आणि त्यांचे नायट्रेट्स (Nitrates) मध्ये रूपांतर होत असल्याने पिकांसाठी नैसर्गिक खत निर्मिती देखील करते. ही विजेचा कडकडाट व नायट्रेट्स (Atmospheric Chemistry) आहे.
हे नायट्रेट्सयुक्त पाणी जेव्हा जमिनीवर पडते, तेव्हा मातीला एक प्रकारची ताजी (Fresh) आणि उर्जावान चव किंवा गंध प्राप्त होतो. पाऊस पडल्यानंतर झाडे अचानक जास्त हिरवीगार दिसतात, त्यामागे हेच नायट्रेट्स (नैसर्गिक खत) कारणीभूत असतात. मानवी मेंदूतील घ्राणेंद्रिय कंद (Olfactory Bulb) व भावनामातीचा सुगंध आल्यावर आपल्याला इतके प्रसन्न आणि जुन्या आठवणीत हरवल्यासारखे का वाटते, यामागे एक न्यूरो-सायंटिफिक (Neuroscientific) कारण आहे. आपल्या नाकातील गंधाचे ज्ञान घेणारे मज्जातंतू मेंदूच्या अमिग्डाला (Amygdala – जो भावना नियंत्रित करतो) आणि हिप्पोकॅम्पस (Hippocampus – जो आठवणी साठवतो) या भागांशी थेट जोडलेले असतात. इतर कोणत्याही संवादापेक्षा (बघणे किंवा ऐकणे) गंधाचा मेंदूशी असणारा हा संबंध अतिशय वेगवान असतो. त्यामुळेच मातीचा वास येताच मानवी शरीरात एंडॉर्फिन (Endorphins) आणि सेरोटोनिन (Serotonin) हे आनंदी संप्रेरके (Happy Hormones) स्त्रवतात, ज्यामुळे आपला ताण त्वरित कमी होतो. विज्ञानाने पेट्रीकोरमागील रसायने शोधून काढल्यामुळे, आता या सुगंधाची कृत्रिम निर्मिती देखील शक्य झाली आहे. भारतामध्ये विशेषतः उत्तर प्रदेशातील कनौज येथे अनेक शतकांपासून मातीचा अत्तर (Mitti Attar) बनवला जातो. यामध्ये काेरड्या सुक्या मातीचे हायड्रो-डिस्टिलेशन (Hydro-distillation) करून हा गंध चंदनाच्या तेलात साठवला जातो. आज परफ्युम उद्योगात प्रयोगशाळेत तयार केलेले कृत्रिम जिओस्मीन रासायनिक संयुग वापरून पावसाळी परफ्युम बनवले जातात.
ज्याला आपण केवळ मातीचा सुगंध म्हणतो, तो प्रत्यक्षात निसर्गाने पृथ्वीच्या संरक्षणासाठी, वनस्पतींच्या वाढीसाठी आणि मानवी मानसिक स्वास्थ्यासाठी तयार केलेली एक गुंतागुंतीची, पण अतिशय शिस्तबद्ध वैज्ञानिक प्रणाली आहे. पाऊस पडल्यावर येणारा मातीचा सुगंध हा सूक्ष्म जीवाणू, वनस्पतींचे तेल आणि निसर्गातील रासायनिक प्रक्रिया यांचा एक अप्रतिम मिलाफ आहे. हा सुगंध म्हणजे केवळ पाण्याचे थेंब जमिनीवर पडणे नसून, जमिनीखालील जीवसृष्टीने स्वतःच्या प्रसारासाठी केलेली धडपड आणि पावसाच्या थेंबाने तिच्यावर केलेली भौतिक प्रक्रिया यांचा तो एक सुंदर आविष्कार आहे.
©️ मातीतलं विज्ञान
कृषिसाधना....
