Dlaczego zapach jesiennego powietrza różni się od letniego? Gleba, liście, wilgotność i temperatura tworzą osobną „mieszankę”

Zapach jesiennego powietrza rzeczywiście może różnić się od letniego, ale nie dlatego, że istnieje jeden chemiczny „zapach jesieni”. To mieszanina dziesiątek lotnych związków pochodzących z gleby, mikroorganizmów i roślin, której proporcje zmieniają się wraz z opadaniem liści, wzrostem wilgotności, częstszymi opadami oraz spadkiem temperatury. Badania nad ściółką drzew liściastych wykazały ponad 70 różnych związków organicznych uwalnianych do fazy gazowej, a skład tych emisji wyraźnie różnił się od związków występujących w świeżych liściach – informuje redakcja TopFlop.

Jesienią zmienia się jednocześnie kilka źródeł zapachu. Z gleby i mikroorganizmów może docierać charakterystyczna ziemista geosmina, opadające oraz rozpadające się liście emitują własny zestaw lotnych związków organicznych, deszcz pomaga przenosić część substancji z powierzchni gruntu do powietrza, a chłód zmienia tempo parowania i emisji wielu związków. Dlatego spacer po parku we wrześniu lub październiku może pachnieć inaczej niż dokładnie ta sama trasa w lipcu — nawet jeśli nie ma jednego dominującego źródła tego wrażenia.

Skąd właściwie bierze się charakterystyczny zapach jesiennego powietrza?

Najważniejsze jest rozdzielenie dwóch rzeczy: substancji obecnych w środowisku oraz sposobu, w jaki trafiają one do powietrza. Gleba, żywe rośliny, martwe liście i mikroorganizmy przez cały rok wytwarzają lub uwalniają lotne związki organiczne, ale ich rodzaj oraz ilość nie są stałe. Jesienią gwałtownie rośnie ilość obumarłej materii roślinnej znajdującej się bezpośrednio na powierzchni ziemi. Jednocześnie częstsze zwilżanie gleby i ściółki tworzy inne warunki dla aktywności mikroorganizmów niż podczas suchego, gorącego lata.

Do tego dochodzi zmniejszająca się temperatura oraz zmiany w fizjologii samych drzew.

Proces jesiennego starzenia liści zmienia nie tylko ich kolor. Zmienia się również skład związków, które liść emituje do otoczenia.

Badanie brzozy brodawkowatej Betula pendula wykazało, że profil lotnych związków organicznych wyraźnie zmienia się w czasie jesiennego przebarwiania i opadania liści. Niektóre terpeny występowały przede wszystkim w zielonych liściach, natomiast podczas odcinania i opadania liści dominującym związkiem stawał się między innymi cis-3-heksenol, powiązany z rozpadem komórek roślinnych.

Nie bez znaczenia jest więc moment sezonu.

Wczesny wrzesień, kiedy drzewa są jeszcze w dużej mierze zielone, nie musi pachnieć tak samo jak wilgotny listopadowy dzień z grubą warstwą rozkładającej się ściółki.

Cztery główne elementy jesiennej „mieszanki”

Element	Co dzieje się jesienią	Możliwy wpływ na zapach
Gleba	częściej zostaje zwilżona deszczem i rosą	wyraźniejsze nuty ziemiste, m.in. związane z geosminą
Opadłe liście	rozpoczyna się rozpad tkanek i działalność mikroorganizmów	pojawiają się nowe VOC i produkty rozkładu
Wilgoć	zwilża glebę, ściółkę i porowate powierzchnie	ułatwia uwalnianie części substancji i powstawanie aerozoli przy opadach
Temperatura	zwykle jest niższa niż latem	zmienia szybkość biosyntezy, emisji i parowania lotnych związków

Nie ma więc jednej substancji chemicznej, którą można byłoby nazwać zapachem jesieni.

To wynik jednoczesnej obecności wielu źródeł.

Geosmina odpowiada za jedną z najbardziej rozpoznawalnych nut gleby

Jedną z najlepiej poznanych substancji odpowiedzialnych za ziemisty zapach jest geosmina. Jest to naturalny związek lotny produkowany między innymi przez mikroorganizmy z rodzaju Streptomyces. Badania opublikowane w Nature Microbiology opisują geosminę oraz 2-metylizoborneol jako terpenoidy o charakterystycznym zapachu gleby, wyczuwalne przez ludzi i liczne zwierzęta już przy bardzo małych stężeniach.

Geosmina nie pojawia się dopiero jesienią.

Jest obecna w środowisku również w innych porach roku. Jesienne warunki mogą jednak zwiększać znaczenie zapachów pochodzących z gleby, ponieważ powierzchnia podłoża jest częściej mokra, nad ziemią zalega wilgotna ściółka, a regularne opady umożliwiają transport substancji z gruntu do powietrza.

„Geosmin and 2-MIB in these odours induce electrophysiological responses in the antennae of the model springtail.”

Badania Streptomyces pokazują przy tym, że gleba emituje znacznie więcej substancji niż tylko geosminę. W jednym z badań różnych szczepów tych bakterii wykryto 381 lotnych związków organicznych; tylko część była wspólna dla wszystkich analizowanych szczepów. Wśród wykrytych klas znalazły się alkohole, aldehydy, kwasy karboksylowe, estry, ketony, związki siarki oraz terpeny.

To dobrze pokazuje, dlaczego określenie „zapach ziemi” jest uproszczeniem.

Nos rejestruje mieszaninę.

Dlaczego po deszczu ziemię czuć szczególnie mocno?

Mechanizm jest częściowo fizyczny.

Badanie naukowców z Massachusetts Institute of Technology opublikowane w Nature Communications pokazało, że kropla uderzająca w porowatą powierzchnię może uwięzić niewielkie pęcherzyki powietrza. Kiedy pęcherzyki wydostają się na powierzchnię, powstają mikroskopijne aerozole przenoszące składniki znajdujące się na podłożu. Eksperymenty obejmowały między innymi różne rodzaje gleby.

To jeden z mechanizmów wiązanych z petrichorem, czyli charakterystycznym zapachem występującym po deszczu na wcześniej suchej powierzchni.

Najprostszy schemat wygląda tak:

1. na glebie i w jej porach znajdują się związki pochodzenia biologicznego;
2. kropla deszczu uderza w porowate podłoże;
3. w kontakcie kropli z powierzchnią tworzą się drobne pęcherzyki;
4. pęcherzyki przemieszczają się do góry;
5. po ich pęknięciu powstaje aerozol;
6. mikrokropelki mogą przenosić substancje pochodzące z gleby;
7. część z nich trafia następnie do nosa.

Badanie MIT pokazało też, że efektywność tworzenia aerozoli zależy od warunków uderzenia kropli i właściwości podłoża. Nie można więc przyjąć prostego wzoru „im mocniej pada, tym mocniej pachnie”.

Po jesiennym deszczu dodatkową rolę odgrywa warstwa liści leżących na ziemi.

Warto przy tym zobaczyć, dlaczego mokre liście stają się wyjątkowo śliskie i jak woda oraz rozkładająca się materia roślinna zmieniają ich właściwości. Ten sam jesienny układ — woda, ściółka, powierzchnia gleby i rozkładająca się materia — jest istotny także dla środowiska chemicznego tuż nad gruntem.

Opadłe liście mają własny profil chemiczny

Jesienny zapach lasu lub parku nie pochodzi wyłącznie z gleby.

Badacze analizujący ściółkę pięciu gatunków drzew liściastych metodą chromatografii gazowej połączonej ze spektrometrią mas wykryli ponad 70 lotnych związków organicznych. Co istotne, mieszanina emitowana przez ściółkę znacznie różniła się od olejków uzyskiwanych z liści pobranych z drzew jesienią.

Autorzy wskazali również, że znaczna część związków emitowanych przez ściółkę może być produktami aktywności mikroorganizmów rozkładających materię roślinną.

Oznacza to, że liść może przejść kilka zupełnie różnych chemicznie etapów:

• zielony i aktywnie fotosyntetyzujący liść;
• liść rozpoczynający senescencję;
• liść przebarwiony;
• liść odcinający się od drzewa;
• świeżo opadły liść;
• mokra ściółka;
• częściowo rozłożona materia organiczna.

Na każdym etapie zmienia się zestaw substancji emitowanych do powietrza.

Proces biologiczny jest szerszy niż samo żółknięcie korony. Zmiana koloru liści jesienią wynika m.in. z zaniku chlorofilu, widoczności karotenoidów i — u części gatunków — syntezy antocyjanów. Jednocześnie podczas starzenia zmienia się fizjologia liścia, jego metabolizm i profil emitowanych VOC.

Co dokładnie pachnie w świeżo opadłym liściu?

Szczególnie interesujące są tak zwane zielone związki lotne, określane skrótem GLV — green leaf volatiles.

Są to substancje związane między innymi z przemianami zachodzącymi w tkankach roślinnych. Mogą pojawiać się również podczas uszkodzenia komórek.

Badanie jesiennych liści brzozy pokazało wyraźną zmianę profilu emisji wraz z postępem senescencji.

W zielonych liściach wykrywano między innymi (E)-β-ocymen, linalol i DMNT. Methyl salicylate był emitowany do początkowej fazy przebarwienia. Natomiast cis-3-heksenol, interpretowany przez autorów jako wskaźnik dezintegracji komórek, zaczął dominować w liściach odcinających się od drzewa i w świeżej ściółce.

To jedna z przyczyn, dla których zapach sterty świeżo zgrabionych liści różni się od zapachu zielonej korony tego samego drzewa latem.

Później dochodzi aktywność mikroorganizmów i rozpoczyna się kolejny etap przemian.

Temperatura zmienia emisję zapachów, ale chłód nie oznacza automatycznie „mniej zapachu”

Temperatura ma bezpośredni wpływ na emisję lotnych związków organicznych przez roślinność.

Przeglądy badań nad BVOC — biogenicznymi lotnymi związkami organicznymi — wskazują, że światło i temperatura należą do podstawowych czynników regulujących ich produkcję oraz uwalnianie. Wyższa temperatura może zwiększać aktywność enzymów biorących udział w syntezie niektórych VOC i przyspieszać uwalnianie substancji z tkanek roślinnych.

Dlatego lato jest bardzo aktywnym chemicznie okresem.

Rośliny emitują między innymi izopren, monoterpeny i inne związki biologiczne, których emisja często rośnie wraz ze wzrostem temperatury.

Przegląd dotyczący monoterpenów wskazuje, że temperatura powietrza i światło są jednymi z kluczowych regulatorów emisji, co pomaga wyjaśnić wysokie poziomy emisji tych substancji latem w klimacie umiarkowanym.

Jesień oznacza jednak nie tylko ochłodzenie.

Jednocześnie zmienia się źródło mieszaniny:

Latem	Jesienią
dominują żywe, aktywne rośliny	rośnie udział starzejących się i opadłych liści
wyższa temperatura zwiększa emisję wielu roślinnych VOC	niższa temperatura zmienia parowanie i metabolizm
gleba może być przez długi czas sucha	częściej występuje zwilżanie gleby i ściółki
mniej świeżej ściółki	szybko przybywa materii do rozkładu
silniejsza aktywność fotosyntetyczna	stopniowe wygaszanie fotosyntezy w liściach drzew liściastych

Nie należy więc mówić, że jesienią „jest więcej substancji zapachowych” niż latem.

Zmienia się przede wszystkim skład mieszaniny oraz udział poszczególnych źródeł.

Wilgotność jest ważna, ale nie działa jak prosty wzmacniacz węchu

Popularne wyjaśnienie mówi czasem, że wilgotne powietrze po prostu sprawia, iż człowiek „lepiej czuje zapachy”.

Naukowo taki skrót jest zbyt daleko idący.

Eksperyment przeprowadzony na 154 zdrowych osobach, w którym sprawdzano wykrywanie pirydyny przy wilgotności otoczenia od około 42 do 67 proc., nie wykazał istotnej różnicy ani w wykrywaniu zapachu, ani w ocenie jego intensywności.

Wilgotność trzeba więc rozpatrywać przede wszystkim jako czynnik wpływający na środowisko, w którym substancje powstają i są uwalniane.

Jesienią wilgoć może:

• zwilżać suche wcześniej podłoże;
• umożliwiać intensywniejsze procesy mikrobiologiczne w ściółce;
• zmieniać warunki emisji części roślinnych VOC;
• sprzyjać kondensacji wody;
• utrzymywać mokrą warstwę liści;
• współwystępować z mgłą, rosą i częstszymi opadami;
• zmieniać warunki transportu substancji tuż nad powierzchnią gruntu.

Niektóre emisje roślinnych VOC zależą jednocześnie od temperatury, opadów i wilgotności względnej, dlatego izolowanie tylko jednego czynnika może prowadzić do błędnych wniosków.

Ten związek między temperaturą a wilgocią jest dobrze widoczny również w jesiennej pogodzie. Poranne mgły często pojawiają się najpierw w dolinach i nad rzekami, gdzie po nocnym ochłodzeniu powietrze łatwiej osiąga stan nasycenia parą wodną. Na tej samej stronie znajdują się materiały poświęcone mechanizmom jesiennej temperatury, mgieł i inwersji.

Dlaczego zapach może być silniejszy rano niż w południe?

Jesienny poranek ma inny profil meteorologiczny niż letnie popołudnie.

Po bezchmurnej nocy podłoże intensywnie traci ciepło. Powietrze przy powierzchni może się ochładzać, wilgotność względna rośnie, pojawia się rosa, a w sprzyjających miejscach również mgła. W dolinach możliwe jest dodatkowo gromadzenie chłodnego powietrza.

Warstwa atmosfery przy ziemi może być wówczas słabiej mieszana niż podczas silnie nagrzanego dnia.

Nie oznacza to automatycznie, że wszystkie substancje osiągają większe stężenie, ponieważ zależy to również od wiatru, turbulencji, temperatury powierzchni i źródła emisji.

Może jednak powstać sytuacja, w której nos znajduje się bardzo blisko wilgotnego, aktywnego źródła zapachu: mokrej trawy, gleby, ściółki i grzybów.

Po wschodzie słońca powierzchnia zaczyna się ogrzewać.

Zmieniają się parowanie, turbulencja i emisja VOC.

Dlatego „zapach jesiennego poranka” może faktycznie mieć inne proporcje niż zapach tego samego miejsca kilka godzin później.

Dlaczego lato pachnie inaczej?

Latem krajobraz chemiczny jest zdominowany przez aktywną roślinność oraz wysoką temperaturę.

Rośliny są w pełni sezonu wegetacyjnego, ich liście prowadzą fotosyntezę, a światło i ciepło zwiększają emisję wielu biogenicznych VOC.

W przypadku części roślin wzrost temperatury bardzo silnie podnosi emisje.

Badania terenowe i przeglądy eksperymentów pokazują jednak dużą zmienność między gatunkami. Nie istnieje jedna wartość określająca, ile więcej VOC emituje każda roślina po wzroście temperatury o jeden stopień.

Jesienią część tych letnich źródeł słabnie.

Jednocześnie pojawiają się inne:

• procesy starzenia liści;
• ich odcinanie od pędu;
• mechaniczne uszkodzenia podczas opadania;
• świeża ściółka;
• rozkład materii organicznej;
• aktywność mikroorganizmów;
• częstsze zwilżanie gleby;
• aerozole uwalniane podczas opadów.

Właśnie dlatego jesieni nie należy opisywać jako prostego „osłabienia letnich zapachów”.

To chemicznie inna konfiguracja środowiska.

W górach jesienna zmiana może nastąpić wcześniej

Temperatura jest również jednym z powodów, dla których podobny zestaw jesiennych procesów zaczyna być zauważalny w różnych częściach kraju w innym terminie.

Na przykład jesień w Tatrach może pojawić się znacznie wcześniej niż na polskich nizinach. Wieloletnie normy przywołane w tym materiale pokazują dużą różnicę temperatur między Kasprowym Wierchem, Zakopanem i niżej położonym Nowym Sączem.

Nie oznacza to oczywiście, że na określonej wysokości powstaje jeden specyficzny „górski zapach jesieni”.

Różne warunki temperaturowe wpływają jednak na fenologię roślin, długość sezonu wegetacyjnego, wilgotność powierzchni oraz tempo procesów biologicznych.

Dlatego sezonowa zmiana zapachu krajobrazu również nie musi następować w całej Polsce jednocześnie.

Czy „zapach jesieni” da się sprowadzić do jednego związku?

Nie.

Geosmina jest bardzo charakterystyczna i dlatego często pojawia się w popularnych wyjaśnieniach, ale identyfikowanie całego zapachu jesieni wyłącznie z geosminą byłoby błędem.

Badania pokazują co najmniej cztery odrębne źródła substancji:

1. mikroorganizmy glebowe — między innymi geosmina i 2-MIB;
2. żywa roślinność — izopren, terpeny i wiele innych BVOC;
3. starzejące się oraz uszkadzane liście — zmieniający się profil GLV i innych związków;
4. rozkładająca się ściółka — liczne produkty procesów biologicznych i mikrobiologicznych.

Do tego dochodzi fizyka atmosfery.

Deszcz może wytwarzać aerozole nad porowatymi powierzchniami. Temperatura zmienia tempo emisji i parowania. Wiatr decyduje o rozpraszaniu. Wilgoć zmienia warunki na powierzchni gleby i liści.

Dlatego zapach odczuwany przez człowieka jest wynikiem jednoczesnego działania biologii, chemii oraz meteorologii.

Pytania i odpowiedzi

Dlaczego jesienią czuć mokrą ziemię?

Jednym ze źródeł ziemistej woni jest geosmina produkowana między innymi przez bakterie Streptomyces. Zwilżanie powierzchni i uderzenia kropli w porowatą glebę mogą pomagać w przenoszeniu znajdujących się na niej substancji do powietrza w postaci drobnych aerozoli.

Czy zapach po deszczu to geosmina?

Geosmina jest jednym z ważnych składników ziemistej woni, ale określenie petrichor odnosi się do bardziej złożonego zjawiska. Zapach po deszczu nie powinien być utożsamiany wyłącznie z jednym związkiem.

Czy opadłe liście naprawdę mają własny zapach chemiczny?

Tak. W badaniu ściółki pięciu gatunków drzew liściastych zidentyfikowano ponad 70 lotnych związków organicznych. Ich skład różnił się od mieszaniny otrzymywanej z liści znajdujących się jeszcze na drzewach.

Dlaczego świeżo opadłe liście pachną inaczej niż zielone?

Podczas starzenia, odcinania i rozpadu komórek zmienia się profil VOC. Badania brzozy wykazały między innymi wzrost znaczenia cis-3-heksenolu w liściach odcinających się od drzewa i świeżej ściółce.

Czy chłodne powietrze wzmacnia zapach?

Nie można tego uogólniać. Niższa temperatura ogranicza część procesów parowania oraz zmienia aktywność biologiczną, ale jesienią jednocześnie pojawiają się nowe źródła zapachu — mokra gleba, obumierające liście i ściółka. To zmiana składu mieszaniny, a nie prosty efekt „chłód = silniejszy zapach”.

Czy większa wilgotność poprawia ludzki węch?

Nie ma podstaw, by traktować to jako uniwersalną zasadę. W badaniu 154 osób zmiana wilgotności w zakresie około 42–67 proc. nie powodowała istotnej zmiany czułości na badany zapach. Wilgotność jest natomiast bardzo ważna dla procesów zachodzących w glebie, roślinach i ściółce.

Warto przeczytać także nasz kolejny materiał, w którym szerzej wyjaśniamy podobny temat: „Naprawdę”, „na prawdę” czy obie formy? Co jest poprawne po reformie ortografii 2026