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【Gene思書齋】文明、藝術、科學的雨

Gene Ng_96
・2017/05/07 ・2061字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 414 ・四年級

 

今天窗外望出去,天氣是陰雨綿綿。原本中午和傍晚趁雨稍停,出去買點吃的,結果不約而同地遇到突如其來的雨,兩次淋成落湯雞回家。

在南港生活了六年了,早該習慣陰雨連綿的天氣了。除了夏天,一年三個季節裡,常常整個台北市都是好天氣時,南港就陪同汐止、基隆一同漂起雨來。有時候漂著小雨,我們都戲稱那叫做「濕氣」,不算是雨。據說中研院選址在南港,是因為胡適院長覺得南港煙雨朦朧,有他家鄉的感覺。

台灣天氣多變,不如熱帶那麼穩定,在馬來西亞,大多日子天天就固定來場午後短暫雷陣雨;從前在北加州唸書,通常整個夏天都一滴雨不下,土地乾得裂開,草原上的草也會都枯黃,可是一到秋冬下起了雨,綠草就趁機從土裡冒出,歡樂地迎接秋冬,到處綠意盎然。這種地中海氣候,讓許多從溫帶長大的人,剛來加州時很錯亂,因為在溫帶地區,一般秋冬是枯黃的景象,夏天才迎來綠意盎然。

我比較喜歡戶外活動,所以不愛雨天,除了上班日例外,反正天氣再好又無法痛快地去河濱騎車。可是,我最愛的一個成語是「晴耕雨讀」,人生就是如此,何必要為完全無法掌控的外在因素而困擾自己呢?晴天出外運動,雨天在家讀好書,同樣令人愉悅。

晴天出外運動,雨天在家讀好書,同樣令人愉悅。圖/By gsloan @ flickr, CC BY 2.0

除了沙漠裏,很少地方一滴雨也沒下。即使是沙漠,連地表上最乾燥的加州死谷,今年初也迎來了雨水,整個死谷開滿了黃的、紫的小花,風景漂亮極了。

其實,在 2005 年,我們在加州唸書時,就有幸遇到死谷百年來的大雨,趁機去遊歷了一趟。

那裡還有個奇觀,就是有一㮔稱為鹽鱂(Cyprinodon salinus,Death Valley pupfish)的漂亮小魚,屬於輻鰭魚綱鯉齒目鯉齒亞目鯉齒鱂科,牠們的魚卵可耐高溫和極度乾燥(死谷國家公園夏天白天通常都有攝氏 50 幾度),埋在沙子底下的魚卵,遇到夠多的水就會快速孵化(據說只要挖一點沙回去倒到魚缸就會看到小魚孵化),小魚快速長大後,會懂得魚生苦短的道理,天天尋歡交配,趕緊生育下一代來迎接下一個未知的雨季。

雨水,可能帶來生命的雀躍,可是濕答答的感覺卻也令人不好過,從昂貴的 Gore-Tex 產品之暢銷可見一斑。太潮濕也會是細菌、真菌的溫床。當然,不管是喜歡大晴天還是下雨天,都是我們人類自尋的煩惱,大自然中,雨就只是地球水的循環的一個正常不過的現象而己。但雨,除了是天上落下的水,還會是什麼呢?

這本好書《雨:文明、藝術、科學,人與自然交織的億萬年紀事》Rain: A Natural and Cultural History)就是要告訴我們,雨在文明、藝術和科學中,種種不同的豐富面向。《雨》用優美的文筆,讓我們不僅瞭解在文化上,我們如何看來雨,還有在科學上,我們如何瞭解雨,也帶我們去看窺看人們如何還要改變雨。

如果沒有四十億年前填滿海洋的傾盆大雨,我們的地球就不會成為藍色星球,而會是像是火星或水星那樣雖然有水,但無雨而仍是孤寂的行星。雨澆灌了維繫人類文明的農田,各文明都有祈雨的儀式,甚至不惜犠牲無辜性命。而《雨》作者辛西亞.巴內特(Cynthia Barnett),述說了許多趣的文化現象,包括在英國這個常常陰雨連綿的國家,雨具和雨衣的有趣時尚史。

下了雨之後,會有種令人熟悉的雨的味道,那是當雨落在土壤時,會釋放被困在液體中的氣溶膠(aerosols),與土壤中的細菌與植物油脂作用,散發出大家所謂的「雨後清新的味道」(petrichor)。這是最近的科學解釋,可是過去人們也嘗試著把雨天的氣味,放入香水和洗衣精等等之中而作了不少努力呢!

雨,當然是天上落下的純水,可是《雨》還描述了一些驚世駭俗的怪雨,從顏色詭異的雨水,到千奇百怪的東西都有可能。巴內特為了探訪各地雨鄉,除了在美國穿梭,也遠到印度東北的梅加拉亞邦的一個村落乞拉朋齊(Cherrapunji)去探訪據說是地表上,雨量最豐沛的地方。當地是世界上曾經在一年和一月內降水最多的地區,有「世界雨極」之稱。

讀了《雨》,不管原本喜不喜歡雨天,從此之後會對雨另眼相看了呢!

本文原刊登於The Sky of Gene


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文章難易度
Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋


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你聞過下雨的味道嗎?讓我們一同探究它是怎麼產生的吧!

椀濘_96
・2022/05/04 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

夏日雨季來臨,下雨前及正在下雨時,總能聞到一股特殊的氣味,濕濕的又有點清新,但大多時候卻不太喜歡,聞起來反而像霉味,甚至臭臭的,而我們總說那是「雨味」。

你是否也曾好奇過,這個形容不出、抽象的「下雨的味道」,究竟是怎麼產生的呢?

夏日雨季來臨總能聞到一股特殊的氣味,我們總說那是「雨味」。圖/Pixabay

最美的的英文單字 —— Petrichor 的由來

在經過漫長的乾旱季後,雨水落在乾燥土壤上時,混雜新鮮泥土與青草的氣味,這股聞起來令人愉悅舒爽的初雨清香,就叫 —— Petrichor。

撇除這樣優美浪漫的文學意涵,Petrichor 本身是個術語,專指下雨的氣味。

Petrichor 一詞首次出現在 1964 年的《自然》(Nature)期刊中,由兩位澳洲的 CSIRO(聯邦科學與工業研究組織)研究人員 Isabel Joy Bear 和 Richard G. Thomas 所創造。

該單字是由兩個希臘字「petra」以及「ichor」所組成;其中 petra 為岩石、石頭,而 ichor 則為希臘神話中神的血液。(聽起來就超厲害的!)

「岩石的血液」實際上是被大地吸收的植物油脂

而在該篇論文中,Bear 與 Thomas 揭露了令世人好奇許久「雨味」的來歷。顧名思義,Petrichor 一詞表明了此氣味來自於岩石內的液體,源自於兩人在實驗中證實,這個味道就是植物在乾旱期間分泌出的油,隨後這些油則被泥土、岩石吸收了。在乾旱時,油脂與泥土、岩石表面的其他化學物質相互發生作用,等到雨季來臨時,多種組合物的氣味被釋放出來。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。中文則將 Petrichor 譯為「潮土油」。

然而礙於當時技術尚未發展成熟,兩人尚未分解出該植物油脂的組成成分。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。圖/Pixabay

隔年(1965 年)Bear 與 Thomas 在《自然》上發表了另一篇關於 Petrichor 與植物生長的論文。

在長期處於乾旱或沙漠條件的地區迎來降雨時,植物種子萌發的反應會較迅速。因此兩人以此觀點帶入假設:該氣候條件普遍有利於 Petrichor 的累積,並從黏土(有黏性的泥土,內含多種礦物與金屬元素)和其他矽酸鹽礦物中釋放,兩者作為土壤的成分,似乎有可能伴隨著 Petrichor 內的一些物質,其可能對種子萌芽產生有利的影響。

然而,根據兩人實驗觀察,發現並非如此。

根據實驗結果所示,從礦物中提煉出的 Petrichor 顯著延遲了水芹、芥菜等種子的發芽和生長。此外,發現播種在濕潤後、原先為暴露在溫暖乾燥大氣條件下之材料的種子,與播種在未暴露或使用前已先經蒸氣蒸餾和烘乾之材料上的種子相比,發芽需要更長的時間、生長的速度更慢。

雨的味道其實細菌也有出一份力

在 Petrichor 一詞還未出現時,當時人們把下雨的味道形容為「泥質的氣味」( argillaceous odour) ,以表達下雨時所散發出的味道是來自土壤。

泥土中除了植物分泌的油外,還有細菌,也為「雨味」做了貢獻。

在土壤中的放線菌(Actinomyces)和鏈黴菌(Streptomyces),他們的代謝副產物——二甲基-9-烷醇(Dimethyl-9-decalol),該化學物質存在於孢子表層,並帶有泥土氣味,稱為土霉味(geosmin)或土臭素。那麼我們又是怎麼聞到土霉味的呢?

放線菌在長時間的乾旱時,代謝活動的速度會較慢;而在乾燥的環境下,細菌則製造孢子以利生存。當下雨前空氣轉為潮濕,泥土也變得濕潤,這能讓放線菌的代謝活動加速,因此也產生更多土霉味;等到下雨的時候,孢子因雨滴彈到空氣中,潮濕的空氣攜帶孢子飄散,便使我們聞到了土霉味。

孢子落在潮濕的土中則會變成菌絲的形態,土壤乾燥後又形成孢子,下雨時又再一次發生上述的過程,如此循環。

2010 年,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology , MIT)研究雨滴對土壤的影響時,也進一步分析出了 Petrichor 的產生機制 。實驗觀察後發現,當雨水落在土壤時會釋放被困在液體中的氣體——氣溶膠(aerosols)粒子,而這些粒子會與前面提及泥土中的放線菌等細菌、植物分泌的油相互作用,在雨滴衝擊下,進而迸發出我們所聞到的下雨的味道。

閃電分解氧氣形成臭氧也是其中一個味道來源

還有臭氧,也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。

閃電的高能量會將大氣中氧氣(O2)分解成獨立的氧原子(O),其中一些重組為一氧化氮,接著又與其他大氣中的化學物質發生反應,有時會產生由三個氧原子組成的分子——臭氧(O3)。因雷暴[1]的下沉氣流將臭氧從高處帶到接近地面的高度,使我們能聞到淡淡的、像是漂白水的臭氧氣味(也有人形容像青草味),預告著大雨來襲。

除此之外,弱酸性雨水和地面物質發生反應、雨後植物揮發的精油等,與雨滴、空氣相互作用後,都是產生氣味的來源。

閃電也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。圖/Pexels

雨的味道可能暗示著某些訊息嗎?

這些被天氣攪動所產生的氣味,都可能傳遞著某些訊息。

有微生物學家認為,土霉味可能可以幫助駱駝找到通往沙漠綠洲的路,而駱駝則作為放線菌孢子的載體,幫助其散播。

至於人類,昆士蘭大學的人類學家對澳洲西部沙漠中原住民的文化做了調查研究。在當地,夏季之前來的第一場雨相當重要,濕潤的空氣混合了潮濕的樹葉油脂、尤加利樹、動物糞便和灰塵的氣味,而雨水能為袋鼠、鴯鶓[2]等動物解渴,沙漠也增添了幾分綠意。對他們而言,雨的氣味與綠意、生機有關,被認為是保護和清潔,也將世人與祖先聯繫著;學者將此稱之為「文化聯覺」(cultural synesthesia)。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。心理學家觀察到,儘管人類似乎對這些氣味沒有天生的反應,但我們確實會將之與自身的經歷聯繫起來。大雨可能帶來了潮濕、發霉的回憶,便不太喜愛雨味;對另一部份的人而言是淨化和提神的,從炎熱的天氣中解脫,大地也因雨水洗滌而有了生機、煥然一新。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。圖/Pexels

下雨時的味道不單單只由一個事件構成,它很複雜、很多元,每個單獨氣味的背後都有著一套機制,說起來,不單單只有生物學,還搭配著物理學、化學、心理學等,在多方交織下而有了豐富的解釋和體驗。

待下次下雨時,你就可以和身旁的人問起:「你知道下雨的時候為什麼會有味道嗎?」

註解

註 1:雷暴指一種產生閃電及雷聲的天氣現象,通常伴隨著滂沱大雨。
註 2:鴯鶓(Dromaius novaehollandiae),別名為澳洲鴕鳥;是現存世上第二大的鳥類。僅分布於澳洲,為國徽上的動物之一。from wikipedia

參考資料

  1. 潮味、土味、青草味 有沒有聞到下雨的味道?——科學月刊
  2. Nature of Argillaceous Odour
  3. Petrichor and Plant Growth
  4. Aerosol generation by raindrop impact on soil
  5. Why you can smell rain
  6. Storm Scents: It’s True, You Can Smell Oncoming Summer Rain
  7. Why Does Rain Smell Good?
  8. 為什麼下過雨之後,地上會有個怪味?

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椀濘_96
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喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)