火星沙塵暴充滿電力
吹起細塵的風不斷地將火星吹入被稱為塵暴的漩渦中。在研究其中兩場風暴時,美國宇航局毅力號火星車 SuperCam 儀器上的麥克風意外地接收到了異常強烈的信號。該麥克風是第一個在火星上使用的麥克風。後來,科學家們意識到這些聲音來自塵暴的中心。
天體物理學和行星學研究所(CNES/CNRS/圖盧茲大學)和大氣與空間觀測實驗室(CNRS/索邦大學/凡爾賽聖康坦伊夫林大學)的研究人員分析了這些記錄,並將其識別為放電產生的電磁和聲信號。這些放電類似於人們在地球上有時在乾燥條件下觸摸金屬物體後感受到的輕微靜電電擊。儘管科學家幾十年來一直預測這種活動,但這是第一次在火星大氣中直接觀察到放電。
火星上的塵埃如何發電
當許多小灰塵顆粒相互碰撞和摩擦時會產生火花。這種摩擦導致顆粒聚集電荷,最終以幾厘米的短電弧放電。這些小電流的爆發也會產生可以聽到的微小衝擊波。
在地球上,塵埃顆粒會產生電荷,尤其是在沙漠中,但這個過程很少導致可見或可測量的放電。然而,火星提供了更有利的環境。它的大氣層非常稀薄,主要由二氧化碳組成,這意味著它引發火花所需的電荷比地球上少得多。
為什麼這些火花對火星的化學反應很重要?
這一發現對於科學家了解火星大氣的化學成分具有重大意義。放電的存在表明大氣可以達到高電荷水平,從而加速高氧化性化合物的形成。這些活性物質可以分解表面的有機分子並改變大氣中的許多化學物質。
這個過程可能有助於解釋火星上一個長期存在的謎團:甲烷的迅速消失。甲烷已被多次檢測到,但它消失的速度比現有模型所能解釋的要快。電力驅動的化學反應可能比預期更快地破壞它。
對氣候和未來任務的影響
沙塵暴中的電荷也會影響塵埃在地球上的移動方式。由於塵埃在塑造火星天氣和氣候方面發揮著關鍵作用,因此這些影響對於了解我們知之甚少的大氣層的行為至關重要。
還有一些實際問題。如果管理不當,放電會破壞機器人航天器上的敏感電子設備,並對未來的人類任務構成風險。
聆聽火星的新發現
NASA 毅力號火星車上的 SuperCam 麥克風於 2021 年,即登陸火星後僅一天,記錄了來自火星的第一批聲音。從那時起,它每天運行,已捕獲來自地球的 30 多個小時的音頻,包括陣風、Ingenuity 直升機轉彎的聲音以及現在的電擊聲音。
這些發現凸顯了錄音對於探索其他世界的強大作用。通過仔細聆聽,科學家們正在發現原本不可見的隱藏過程。