当夏日的第一滴大雨落在炎热干燥的土地上时,你是否注意到一种独特的味道?我记得小时候,我的农民亲戚们总是说,在暴风雨来临之前,他们就能“闻到雨的味道”。
当然,雨水本身是没有气味的。但在下雨前,一种被称为“雨后泥土的芬芳”(petrichor)的“泥土味”确实会弥漫在空气中。人们称之为麝香、清新,通常是令人愉悦的。
这种气味实际上来自于地面的湿润。澳大利亚科学家于 1964 年首次记录了“雨后泥土的芬芳”的形成过程,马萨诸塞州理工学院的科学家们在 21 世纪 10 年代进一步研究了该过程的力学原理。
雨后泥土的芬芳是多种芳香化合物的组合。其中一些来自于植物产生的油。对雨后泥土芬芳贡献最大的物质是放线菌。这些微小的微生物存在于城乡地区以及海洋环境中。它们将死亡或腐烂的有机物分解成简单的化合物,这些化合物随后可以成为植物和其他生物生长发育的养分。
它们的活动副产物是一种名为土臭素(geosmin)的有机化合物,它 contributes to the petrichor scent。土臭素是一种醇类,类似于酒精。醇分子往往有很强的气味,但土臭素复杂的化学结构使其即使在极低的浓度下也能被人轻易察觉。我们的鼻子可以检测到每万亿个空气分子中仅有几个部分的土臭素。
在长时间的干旱期间,如果几天没有下雨,放线菌的分解活动速率会减慢。在下雨前,空气变得更加湿润,地面开始变得湿润。这个过程有助于加快放线菌的活动,并产生更多的土臭素。
当雨滴落在地面上,特别是多孔表面(如疏松的土壤或粗糙的混凝土)时,它们会飞溅并喷射出微小的颗粒,称为气溶胶。地面上可能存在的或溶解在雨滴中的土臭素和其他雨后泥土芬芳的化合物以气溶胶的形式释放出来,并被风带到周围地区。如果降雨量足够大,雨后泥土芬芳的气味可以迅速随风传播,并提醒人们雨水即将来临。
暴风雨过后,地面开始干燥,这种气味最终会消失。这使得放线菌再次休眠——随时准备帮助我们知道何时可能再次下雨。
Tim Logan 是德克萨斯农工大学大气科学的教学助理教授。本文最初发表在The Conversation。