비 냄새는 빗물 냄새일까…흙에서 공기로, 작은 기포의 역할

원 논문의 도표2 공식 화면. 물방울 아래 기포의 생성·성장·파열과 미세 물방울 방출 과정Nature Communications 논문 도표2 공식 화면 · 보도 인용(허가 취득 아님)
원 논문의 도표2 공식 화면. 물방울 아래 기포의 생성·성장·파열과 미세 물방울 방출 과정 / Young Soo Joung·Cullen R. Buie / Nature Communications 논문 도표2 공식 화면 · 보도 인용(허가 취득 아님)

비가 온 뒤 올라오는 흙냄새를 맡으면 빗물에 원래 그런 향이 있는 것처럼 느껴질 수 있다. 하지만 중요한 질문은 땅에 있던 성분이 어떻게 코에 닿는 공기까지 올라오느냐다. MIT 연구진은 흙에 떨어진 물방울 안에서 생기는 작은 기포가 터지며 미세한 물방울을 내보내는 과정을 촬영했다. 이 과정을 흙냄새가 퍼질 수 있는 전달 경로로 제안했다.

빗방울 아래에 공기가 갇힌다

2015년 발표된 Young Soo Joung·Cullen R. Buie의 논문은 물을 받아들이는 다공성 표면에 물방울이 닿는 순간을 고속 카메라로 관찰했다. 물방울이 납작하게 퍼질 때 접촉면에 공기가 갇혀 기포를 만든다. 물이 표면으로 스며들고 기포가 물방울의 공기 경계에 닿으면 터지면서 작은 물기둥이 솟는다. 그 물기둥이 다시 쪼개져 공중에 떠다닐 수 있는 미세 물방울이 된다. 논문의 도표는 이 순서를 생성·성장·파열로 나눈다.

Joung·Buie 논문의 물방울 충돌 전후 고속촬영과 기포가 터져 미세 물방울을 내보내는 장면
원 논문 도표1의 고속촬영 사진. 흙과 실험용 다공성 판에서 관찰한 기포·물기둥·미세 물방울을 함께 보여준다. 실제 야외 비 냄새를 촬영한 사진은 아니다. / Young Soo Joung·Cullen R. Buie / Nature Communications 도표1 원본 · 보도 인용(허가 취득 아님)

물이 튀었다는 것과 성분이 옮겨졌다는 것은 다르다

연구진은 표면에 형광 염료를 넣은 실험도 했다. 방출된 미세 물방울에서 염료를 확인해 표면의 물질이 함께 이동할 수 있음을 보였다. 단순히 맑은 물만 튀는 현상으로 끝나지 않는다는 뜻이다. 다만 특정 향 성분을 맡는 사람의 후각까지 직접 측정한 것은 아니다. 흙냄새를 뜻하는 페트리코르가 이 경로로 퍼진다는 설명은 연구진이 제시한 가설로 구분해야 한다.

폭우가 반드시 더 많은 냄새를 보내지는 않는다

MIT의 연구 설명에 따르면 실험에서는 약하거나 중간 정도의 비를 모사한 조건에서 미세 물방울이 더 많이 나왔고, 강한 비에 해당하는 빠른 충돌에서는 적게 나왔다. 충돌 속도뿐 아니라 표면이 물을 빨아들이는 성질도 중요했다. 빠르게 떨어진 물방울은 내부 기포가 만들어질 시간이 부족할 수 있다. 따라서 비의 양만 보고 흙냄새의 세기를 정할 수는 없다.

이 결과는 비 온 뒤 느끼는 모든 냄새를 하나의 원인으로 설명하는 법칙이 아니다. 땅의 재질, 충돌 조건, 실제 향 성분과 공기의 흐름은 서로 다른 요소다. 산책 중 맡은 향을 이해할 때는 ‘물 자체의 향’과 ‘흙의 성분을 공기로 옮기는 과정’을 나눠 생각하면 된다. 오래된 연구가 보여준 흥미로운 답은 거대한 빗방울보다 그 안에 생긴 작은 기포가 전달 과정의 열쇠일 수 있다는 점이다.

출처로 확인한 내용

5건

다공성 표면에 부딪힌 물방울 안의 기포가 터져 미세 물방울을 방출하는 현상을 고속촬영으로 관찰했다.

표면에 넣은 형광 염료가 방출된 미세 물방울로 옮겨지는 실험을 했다.

에어로졸 생성은 충돌 속도와 표면의 물 흡수 성질에 영향을 받았다.

MIT 설명은 약하거나 중간 비를 모사한 조건이 강한 비 조건보다 더 많은 에어로졸을 만들었다고 구분한다.

이 경로로 페트리코르의 향 성분이 퍼질 수 있다는 설명은 연구진의 가설이며 모든 실제 냄새를 직접 측정한 결과가 아니다.

자료 2곳
  • Nature CommunicationsAerosol generation by raindrop impact on soil —2015년 원 논문
  • MIT NewsRainfall can release aerosols, study finds —2015년 연구진 설명

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