雨后的空气为什么会有股泥土的味道?

2017年6月5日08:52:31 发表评论 3,538
摘要

下雨后的空气中除了泥土的气息,往往还会混杂着其他清新的味道。包括,弱酸性的雨水和地表的物质反应可能产生的芳香气味,以及雨后植物挥发的精油产生的气味,一起组成了雨后空气中特有的味道。 也许这些混杂的清新味道,就是你觉得雨后空气有黄瓜味道的原因。

其实,雨后的空气带着丝丝“泥土气味”,这在很早的时候就被发现了,并且还也成为很多诗人的灵感,从而被写进了文学作品中。

不过,直到 19 世纪,这种“泥土的气息”才引起了科学家的注意。为了更好的形容这个独特的味道,科学家给了它一个特别的名字——“潮土油”(petrichor),这一词来源于希腊语,意为石头中溢出的气味。

最开始的时候,科学家将这种气味归因于大气中的有机物质,或是土壤中有生命的或是死亡的生物成分。后来,在 1881 年,科学家 Berthelot 和 Andre 发现,这种土腥味是可以通过蒸馏的方式从土壤中被分离提取出来的,于是乎,这一独特的味道也被用在了香水的创作上(品味也够独特,有木有)。

随着进一步的研究,有科学家发现,在培养基上培养的粘细菌也会产生类似的土腥味,这可能与雨后空气中的“泥土的气息”有关。

科学家对能产生这种土腥味的材料进行了各种猜想。

1964 年,两名澳大利亚研究者终于对这一气味的成因做出了解释,他们认为这种泥土的气息主要是和放线菌有关。放线菌是一种典型的丝状细菌,因菌落呈放线状而得名。成长在温暖潮湿的土壤中。土壤干燥时,放线菌会产生孢子,干旱时间越长,孢子就越多。但雨后空气中的泥土味并不是孢子本身产生的,而是在生成孢子的过程中所产生的代谢物质,土臭素的味道。
雨后的空气为什么会有股泥土的味道?

土臭素的结构式(来源:百度百科)

土臭素(Geosmin)是一种具有土腥味的挥发性物质,具有鲜明泥土气,是由放线菌产生的味的有机化合物,甜菜的泥土气味、天气干旱后降雨时空气中的气味或当土壤被翻动时产生的气味都是由它引起的。

为什么这种味道在雨后会特别强烈,能弥漫到空气的每一个角落,在雨后变得清晰可闻?

借助于高速摄像机,来自美国麻省理工学院的研究者找到了答案。

他们用超高速摄像机记录了雨滴接触土壤和带多孔固体表面的情况
雨后的空气为什么会有股泥土的味道?

泥土往往是稀疏多孔的,里面包含了泥土味的气体。他们发现,当水滴跟土壤接触时,在土壤和水滴的交界面会产生一些小气泡,在浮力的作用下,被捆住的小气泡会上升至液滴的表面,喷射出细小的"水滴"——也就是气溶胶。其粒径大小多在 0.01-10 微米之间,就像空气清新喷雾剂,从而被我们吸入鼻中轻易被感知。
雨后的空气为什么会有股泥土的味道?

水滴撞击多孔表面形成气溶胶的过程。(a.雨滴以 2m/s 的速度撞击土壤表面;b.雨滴落下接触到地面时,会把地里的气体包裹住,产生各种小气泡;c.就像打开一瓶被摇过的雪碧,气体扑面而来的感觉,水滴撞击后喷射出细小的 “水滴”四溅开来; d-f 是高速摄像机捕捉的气溶胶形成的过程。)

同时,研究发现,小雨和中雨撞击产生的水溶胶的数量远远大于倾盆大雨产生的水溶胶的数量。所以,在小雨天气,空气中的泥土味往往也会更加浓郁。

放线菌极为常见,它们存在于世界的每一个角落,这也是为什么这种“雨后”怡人气味如此普遍存在的原因。同时,放线菌易在潮湿的土壤中滋长,在干燥土壤里产生孢子,因此在旱季结束的第一场雨后气味最为强烈。

下雨后的空气中除了泥土的气息,往往还会混杂着其他清新的味道。包括,弱酸性的雨水和地表的物质反应可能产生的芳香气味,以及雨后植物挥发的精油产生的气味,一起组成了雨后空气中特有的味道。 也许这些混杂的清新味道,就是你觉得雨后空气有黄瓜味道的原因。

作者:中国科学院水生生物研究所 姚小燕

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