雨后泥土味的秘密

2018-09-03 18:47秦楚
老友 2018年8期
关键词:放线菌孢子气味

秦楚

一连数天的高温被一场大雨终结,闷热的空气被冲洗殆尽,清新的微风带着泥土的气息扑面而来。

不知你有没有发现,雨后,空气中总会散发出一股泥土的芳香,并且这种气味在久旱逢甘霖之际最为强烈。不论是静怡的乡间小道,还是车水马龙的城市,抑或是葱郁的森林中,这种雨后空气中的泥土味似乎普遍存在。

其实,雨后的空气中带着一丝丝泥土的气味,这在很早的时候就被发现了,并且让很多诗人产生了灵感,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。为了更好地形容这种独特的气味,科学家给了它一个特别的名字——“潮土油”(Petrichor),这个词来源于希腊语,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。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提取出来的,于是,这一独特的气味也被用在了香水的制作上。

随着进一步的研究,有科学家发现,在培养基上培养的黏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,生长在温暖潮湿的土壤中,因菌落呈放线状而得名。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(Geosmin)的气味。

土臭素是一种具有土腥味的挥发性物质,是由放线菌产生的、具有鲜明泥土气味的有机化合物,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。

为什么这种气味在雨后会特别强烈,能弥漫到空气中的每一个角落,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。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微米之間,就像空气清新喷雾剂,可以被我们吸入鼻中。

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

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的气味如此普遍存在。同时,放线菌易在潮湿的土壤中生长,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外,往往还混杂着其他清新的气味,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,这些气味组成了雨后空气中特有的气息。

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