雨后空气为何特别清新

2023-07-28 15:45许秀华
科学大众·小诺贝尔 2023年8期
关键词:小气泡放线菌孢子

许秀华

山居秋暝

〔唐〕王维

空山新雨后,天气晚来秋。

明月松间照,清泉石上流。

竹喧归浣女,莲动下渔舟。

随意春芳歇,王孙自可留。

唐代大诗人王维的这首诗,是一幅散发着大自然清新气息的山水画。雨后,尤其是雷暴雨过后,我们总感觉空气格外清新。同学们有没想过,这是为什么呢?

雨水冲刷掉了空气中的尘埃

下雨天,雨水在降落过程中,将空气中飘浮的灰尘带到地上,就像给空气洗了澡一样。我们知道,空气中的尘埃可能会引发各种呼吸道疾病。当空气“洗完澡”,变得干净了,自然会给人一种清爽的感觉。

生成了微量的臭氧

雨后的空气中还有另一种清新的气味,则来自臭氧,通常在雷阵雨后出现。雷电会让空气中的一部分氧气变成臭氧。高浓度的臭氧味道很臭,而微量的臭氧则有一种特殊的新鲜气味,让人神清气爽。

雨后的泥土味与一种细菌有关

雨后的空气中飘荡着的清爽的泥土气息,来自土臭素。

在我们脚下的土壤中,生活着各种各样的放线菌。這是一种像章鱼一样向身体的四面八方伸出很多长长菌丝的细菌, 因菌落呈放线状而得名。放线菌伸展着长长的菌丝,尽可能地从远处获取营养物质。

当放线菌的个头长到一定大小后,其中一些长长的菌丝会像树枝上长出新的枝条一样,长出新的菌丝,这种菌丝叫作气生菌丝。气生菌丝继续生长,长到一定大小后,其上会产生孢子丝,里面有很多小圆球状的孢子。这就是放线菌的“孩子”。孢子在孢子丝内生长,成熟后,就从孢子丝中钻出来,散发到土壤中或者飘散到空气中,随遇而安,长出新的放线菌。

不同种类的放线菌给宝宝们准备的“儿童房”——孢子丝的形状、大小和颜色都不一样,有直线形、波曲状、钩状、螺旋状,但最常见的是螺旋状的。孢子丝里面的色素也会不同。因此,放线菌的“儿童房”多姿多彩。以上这些特征,也是科学家给放线菌进行分类的依据之一。

绝大多数放线菌都喜欢温暖、湿润的土壤。这个时候,它们就会繁衍后代,会加快孢子成熟和散发的过程,发展壮大自己的家族。当土壤干燥时,孢子们就待在孢子丝里等待时机。干燥的时间越长,在孢子丝里排队等待的孢子数量就积累得越多。一旦下雨,孢子们就迫不及待地钻出孢子丝,被风裹挟着,四处飘散,并且抓紧时间发育成新的放线菌。当孢子们要发育成放线菌的时候,细胞内的新陈代谢就开始发生变化,会产生很多土臭素。

泥土往往是稀疏、多孔的,土臭素就混在空气里,以小气泡的形式存在于这些小孔里。当雨水落到土壤表面时,这些小气泡在水的浮力的作用下升到土壤的表面,被液滴轻轻地喷射出去,形成粒径多为0.01~10 微米的气溶胶,就像空气清新喷雾剂,很容易被我们吸入鼻中。

于是,在雨后,我们常常能闻到清爽的“泥土气息”。美国麻省理工学院的研究者借助超高速摄像机记录了土臭素形成气溶胶的奇妙过程,同时还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会更加浓郁。

下雨天,不仅会让空气变得清新,还有催眠功效。雨滴落下时的声音和频率稳定且持续,听起来就像是一条直线,没有起伏。这种环境中的白噪声可以帮助人轻松入眠。

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