雨後空氣中有泥土味？知道真相的我……

作者：姚小燕（中國科學院水生生物研究所）

一連數天的高溫被一場大雨終結，悶熱的空氣被沖洗殆盡，清新的微風拂面而來，帶著泥土的氣息。

不知你有沒有發現，雨後，空氣中總會散發出一股泥土的芳香，並且這種味道在久旱逢甘霖之際最為強烈。不論是靜怡的鄉間小道，還是車水馬龍的城市，亦或是蔥鬱的森林路，這種「雨後」空氣中的泥土味似乎普遍存在。

那麼，問題來了，雨後空氣中瀰漫的泥土味道究竟是什麼呢？

「泥土味」不僅僅是泥土味

其實，雨後的空氣帶著一絲絲泥土的氣味，這在很早的時候就被發現了，並且還也成為很多詩人的靈感，從而被寫進了文學作品中。不過，直到19世紀，這種「泥土的氣息」才引起了科學家的注意。

為了更好的形容這個獨特的味道，科學家給了它一個特別的名字——「潮土油」（petrichor），這一詞來源於希臘語，意為石頭中溢出的氣味。

最開始的時候，科學家將這種氣味歸因於大氣中的有機物質，或是土壤中有生命的或是死亡的生物成分。後來，在1881年，科學家Berthelot 和 Andre發現，這種土腥味是可以通過蒸餾的方式從土壤中被分離提取出來的，於是乎，這一獨特的味道也被用在了香水的創作上（品味也夠獨特，有木有）。

隨著進一步的研究，有科學家發現，在培養基上培養的粘細菌也會產生類似的土腥味，這可能與雨後空氣中的「泥土的氣息」有關。

……

科學家對能產生這種土腥味的材料進行了各種猜想。

1964年，兩名澳大利亞研究者終於對這一氣味的成因做出了解釋，他們認為這種泥土的氣息主要是和放線菌有關。

放線菌是一種典型的絲狀細菌，因菌落呈放線狀而得名。成長在溫暖潮濕的土壤中。土壤乾燥時，放線菌會產生孢子，乾旱時間越長，孢子就越多。但雨後空氣中的泥土味並不是孢子本身產生的，而是在生成孢子的過程中所產生的代謝物質，土臭素的味道。

土臭素的結構式（來源：百度百科）

土臭素(Geosmin)是一種具有土腥味的揮發性物質，是由放線菌產生的、具有鮮明泥土氣味的有機化合物，甜菜的泥土氣味、天氣乾旱後降雨時空氣中的氣味或當土壤被翻動時產生的氣味都是由它引起的。

為什麼這種味道在雨後會特彆強烈，能瀰漫到空氣的每一個角落，在雨後變得清晰可聞？

味道濃郁的原因

藉助於高速攝像機，來自美國麻省理工學院的研究者找到了答案。他們用超高速攝像機記錄了雨滴接觸土壤和帶多孔固體表面的情況。

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泥土往往是稀疏多孔的，裡面包含了泥土味的氣體。他們發現，當水滴跟土壤接觸時，在土壤和水滴的交界面會產生一些小氣泡，在浮力的作用下，被捆住的小氣泡會上升至液滴的表面，噴射出細小的"水滴"——也就是氣溶膠。其粒徑大小多在0.01-10微米之間，就像空氣清新噴霧劑，從而被我們吸入鼻中輕易被感知。

水滴撞擊多孔表面形成氣溶膠的過程。（a.雨滴以2m/s的速度撞擊土壤表面；b.雨滴落下接觸到地面時，會把地里的氣體包裹住，產生各種小氣泡；c.就像打開一瓶被搖過的雪碧，氣體撲面而來的感覺，水滴撞擊後噴射出細小的 「水滴」四濺開來；d-f是高速攝像機捕捉的氣溶膠形成的過程。）

同時，研究發現，小雨和中雨撞擊產生的水溶膠的數量遠遠大於傾盆大雨產生的水溶膠的數量。所以，在小雨天氣，空氣中的泥土味往往也會更加濃郁。

放線菌極為常見，它們存在於世界的每一個角落，這也是為什麼這種「雨後」怡人氣味如此普遍存在的原因。同時，放線菌易在潮濕的土壤中滋長，在乾燥土壤里產生孢子，因此在旱季結束的第一場雨後氣味最為強烈。

下雨後的空氣中除了泥土的氣息，往往還會混雜著其他清新的味道。包括，弱酸性的雨水和地表的物質反應可能產生的芳香氣味，以及雨後植物揮發的精油產生的氣味，一起組成了雨後空氣中特有的味道。

參考文獻

1、Bear, I.J.; R.G. Thomas (1964). "Nature of argillaceous odour". Nature. 201 (4923): 993–995. doi:10.1038/201993a0

2、Bear, I.J.; R.G. Thomas (1965). "Petrichor and plant growth". Nature. 207 (5005): 1415–1416. doi:10.1038/2071415a0

3、Gerber, NN; Lechevalier, HA (November 1965). "Geosmin, an earthly-smelling substance isolated from actinomycetes.". Applied microbiology. 13 (6): 935–8.

4、Joung Y S. Aerosol generation by raindrop impact on soil[J]. Nature Communications, 2015, 6(6083):6083-6083.

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