詩の中の科学 |雨が降った後はなぜ空気がこんなにも新鮮なのでしょうか？

山の秋の夕暮れ

王維（唐代）

誰もいない山に雨が降った後、秋は遅れてやって来る。

明るい月が松の木の間に輝き、清らかな泉が岩の間を流れます。

洗濯婦が帰ってくる音で竹がざわめき、漁船の音で蓮の葉が揺れる。

春の花が枯れるのを好きなようにさせて、王子様は留まってください。

唐代の偉大な詩人、王維の詩であり、自然の新鮮な息吹が感じられる山水画です。雨が降った後、特に雷雨の後は、空気が特に新鮮に感じられます。なぜそうなるのか考えたことがありますか?

雨が空気中のほこりを洗い流した

雨の日は、雨が降ると、空気中に浮遊していたほこりが地面に舞い上がり、まるで空気を洗っているかのようです。空気中のほこりがさまざまな呼吸器疾患を引き起こす可能性があることは知られています。空気が「お風呂に入って」きれいになると、人は自然と爽快感を覚えます。

少量のオゾンが生成される

雨上がりの空気中には、オゾンから発生するもう一つの爽やかな匂いがあり、通常は雷雨の後に現れます。雷は空気中の酸素の一部をオゾンに変換します。高濃度のオゾンは非常に悪臭を放ちますが、微量のオゾンは人をリフレッシュさせる独特の爽やかな香りを放ちます。

雨上がりの土っぽい匂いは細菌によるもの

雨上がりに空気中に漂う爽やかな土の香りは、ジオスミンから来ています。

私たちの足元の土にはさまざまな種類の放線菌が生息しています。タコのように体の四方八方に長い菌糸が多数伸びている細菌の一種で、そのコロニーが放線菌のような形状をしていることからこの名がつけられました。放線菌はできるだけ遠くから栄養分を得るために長い菌糸を伸ばします。

放線菌

放線菌が一定の大きさに成長すると、木の枝に新しい枝が生えるのと同じように、長い菌糸の一部に新しい菌糸が生えてきます。これらの菌糸は気中菌糸と呼ばれます。気菌糸は成長を続け、ある程度の大きさに達すると、多数の小さな球状の胞子を含む胞子糸を生成します。これらは放線菌の「子供」です。胞子は胞子糸の中で成長します。成熟すると胞子糸から飛び出し、土壌に広がったり、空気中に漂ったりして、環境に適応し、新しい放線菌に成長します。

さまざまな種類の放線菌が赤ちゃんのための「子供部屋」を準備します。胞子の形、大きさ、色は直線状、波状、鉤状、らせん状などさまざまですが、最も一般的なのはらせん状です。胞子内の色素も異なります。だから放線菌の「子ども部屋」はカラフル。上記の特徴は、科学者が放線菌を分類する際の根拠の一つでもあります。

ほとんどの放線菌は暖かく湿った土壌を好みます。この時期、彼らは繁殖し、胞子の成熟と拡散のプロセスを加速し、自らの家族を成長させて拡大します。土壌が乾燥すると、胞子は胞子糸の中に留まり、機会を待ちます。乾燥時間が長くなるほど、胞子糸の中に並んで待機している胞子の数が増えます。雨が降ると、胞子はすぐに胞子糸から飛び出し、風に運ばれてあちこちに漂い、新たな放線菌に成長するチャンスをつかみます。胞子が放線菌に成長しようとすると、細胞内の代謝が変化し始め、ゲオスミンが大量に生成されます。

放線菌に感染した牛の口の下に腫れがある

土壌は疎らで多孔質であることが多く、ジオスミンは空気中に混ざり、小さな気孔の中に小さな泡の形で存在します。雨が土壌表面に降ると、これらの小さな泡は水の浮力の作用で土壌表面に上昇し、水滴によって穏やかに放出されて、主に0.01〜10ミクロンの粒子サイズのエアロゾルを形成します。これは、空気清浄スプレーのように、簡単に鼻から吸い込むことができます。

そのため、雨が降った後には、爽やかな「土の香り」を感じることが多いのです。マサチューセッツ工科大学の研究者たちは、超高速カメラを使用して、ジオスミンがエアロゾルを形成する驚くべきプロセスを記録しました。また、小雨や中程度の雨の影響で生成されるハイドロゾルの量は、大雨で生成されるハイドロゾルの量よりもはるかに多いことも判明した。そのため、小雨が降っているときは、空気中の土の匂いが強くなる傾向があります。