Zum ersten Mal haben Wissenschaftler schwache elektrische Entladungen – ähnlich Miniaturblitzen – entdeckt, die in Staubwolken des Mars auftreten. Diese vom NASA-Rover Perseverance erfassten Erkenntnisse lösen ein seit langem bestehendes Rätsel über den Ursprung chemischer Oxidationsmittel auf dem Mars und eröffnen neue Wege zum Verständnis der atmosphärischen und geologischen Prozesse des Planeten.
Das Geheimnis der Mars-Oxidantien
Seit 2003 wissen Forscher, dass die Marsoberfläche ungewöhnliche Mengen hochreaktiver Verbindungen wie Wasserstoffperoxid enthält. Diese Chemikalien können sowohl organische Moleküle zerstören (und möglicherweise Beweise für früheres Leben auslöschen) als auch durch chemische Reaktionen neue erzeugen. Die Quelle dieser Oxidationsmittel war ein Rätsel, aber diese Entdeckung legt nahe, dass elektrische Entladungen von Staubstürmen und Staubteufeln eine Schlüsselrolle spielen.
Wie die Entdeckung gemacht wurde
Die elektrische Aktivität wurde nicht von Kameras oder speziellen Sensoren erfasst, sondern vom Mikrofon von Perseverance. Forscher unter der Leitung von Baptiste Chide identifizierten 55 verschiedene Audioereignisse in 29 Stunden Aufzeichnungen, verteilt auf zwei Marsjahre. Diese Ereignisse beginnen mit einem scharfen Ausbruch statischer Aufladung, gefolgt von einem schnellen Abfall der Signalstärke und dann einem schwachen, aber echten Geräusch einer kleinen Stoßwelle. Das Mikrofon hört den Blitz nicht wirklich; Es registriert elektromagnetische Störungen, die durch die elektrische Entladung verursacht werden.
Marsblitz: Nicht wie der auf der Erde
Im Gegensatz zur Erde fehlt dem Mars die wasserreiche Atmosphäre, die für herkömmliche Gewitter erforderlich ist. Stattdessen werden die elektrischen Entladungen durch Reibung zwischen Staubpartikeln erzeugt, ähnlich wie es bei Vulkanwolken auf unserem Planeten geschieht. Aufgrund der dünnen Marsatmosphäre und des geringeren Drucks sind diese Entladungen jedoch schwächer und ähneln eher dem statischen Schock, der beim Reiben eines Ballons entsteht. Die Durchschlagsschwelle für Blitze liegt auf dem Mars deutlich niedriger (15 Kilovolt pro Quadratmeter) als auf der Erde (3 Megavolt pro Quadratmeter).
Implikationen für zukünftige Missionen
Die Entdeckung hat praktische Auswirkungen auf zukünftige Missionen. Das Rover-Team vermutet, dass elektrische Entladungen eine Rolle beim frühen Ausfall des sowjetischen Landers Mars 3 im Jahr 1971 gespielt haben könnten, der bereits nach 20 Sekunden offline ging. Das Verständnis dieser Entladungen wird die Entwicklung widerstandsfähigerer Elektronik beeinflussen und möglicherweise Auswirkungen auf die Anforderungen an zukünftige Astronautenanzüge haben.
Die Jagd nach Leben und Oxidationsmitteln
Das Vorhandensein elektrischer Entladungen auf dem Mars beeinflusst auch die Suche nach vergangenem oder gegenwärtigem Leben. Oxidationsmittel können Biosignaturen zerstören, aber auch organische Moleküle erzeugen. Die Kartierung der Verteilung von Oxidationsmitteln und elektrischer Aktivität könnte dabei helfen, Gebiete auf dem Mars zu lokalisieren, in denen es am wahrscheinlichsten ist, dass Lebensnachweise überleben. Beispielsweise können Regionen mit geringerer Staubsturmaktivität stabilere organische Verbindungen beherbergen.
Jenseits des Mars: Ein universelles Phänomen?
Dies ist das erste Mal, dass elektrische Entladungen auf einem anderen Gesteinsplaneten als der Erde bestätigt wurden. Der gleiche Prozess könnte auf der Venus durch Staubaktivität oder auf dem Saturnmond Titan durch Eiskörner ablaufen. Darüber hinaus könnte die Elektrifizierung von Staub eine entscheidende Rolle im globalen Staubzyklus des Mars spielen und eine Rückkopplungsschleife erzeugen, in der elektrische Statik die Schwelle für Winde verringert, Staub von der Oberfläche zu heben.
Da jedes Jahr auf dem Mars tausende regionalisierte Staubstürme auftreten, können weite Strecken elektrifizierter Fronten von winzigen Blitzen erschüttert werden. Diese Entdeckung legt nahe, dass die ganze Geschichte der elektrischen Landschaft des Mars gerade erst beginnt, sich zu entfalten.
