Voor het eerst hebben wetenschappers zwakke elektrische ontladingen gedetecteerd – vergelijkbaar met miniatuurbliksemschichten – die voorkomen in stofwolken op Mars. Deze bevindingen, vastgelegd door NASA’s Perseverance-rover, lossen een al lang bestaand mysterie op over de oorsprong van chemische oxidanten op Mars en openen nieuwe wegen voor het begrijpen van de atmosferische en geologische processen van de planeet.
Het mysterie van de oxidatiemiddelen op Mars
Sinds 2003 weten onderzoekers dat het oppervlak van Mars ongebruikelijke hoeveelheden zeer reactieve verbindingen zoals waterstofperoxide bevat. Deze chemicaliën kunnen zowel organische moleculen vernietigen (waardoor mogelijk bewijsmateriaal van vorig leven wordt weggevaagd) en nieuwe creëren door middel van chemische reacties. De bron van deze oxidatiemiddelen was een raadsel, maar deze ontdekking suggereert dat elektrische ontladingen van stofstormen en stofduivels een belangrijke bijdrage leveren.
Hoe de ontdekking werd gedaan
De elektrische activiteit werd niet gedetecteerd door camera’s of gespecialiseerde sensoren, maar door de microfoon van Perseverance. Onderzoekers onder leiding van Baptiste Chide identificeerden 55 verschillende audiogebeurtenissen gedurende 29 uur aan opnames, verspreid over twee Marsjaren. Deze gebeurtenissen beginnen met een scherpe uitbarsting van ruis, gevolgd door een snelle afname van de signaalsterkte, en vervolgens een zwak maar echt geluid van een kleine schokgolf. De microfoon hoort de bliksem niet; het registreert elektromagnetische interferentie veroorzaakt door de elektrische ontlading.
Marsbliksem: niet zoals die van de aarde
In tegenstelling tot de aarde mist Mars de waterrijke atmosfeer die nodig is voor conventionele onweersbuien. In plaats daarvan worden de elektrische ontladingen gegenereerd door wrijving tussen stofdeeltjes, vergelijkbaar met wat er gebeurt in vulkanische pluimen op onze planeet. De dunne atmosfeer en lagere druk van Mars zorgen er echter voor dat deze ontladingen zwakker zijn, meer vergelijkbaar met de statische schok die ontstaat door het wrijven van een ballon. De doorslagdrempel voor bliksem is veel lager op Mars (15 kilovolt per vierkante meter) dan op aarde (3 megavolt per vierkante meter).
Implicaties voor toekomstige missies
De ontdekking heeft praktische implicaties voor toekomstige missies. Het roverteam speculeert dat elektrische ontladingen mogelijk een rol hebben gespeeld bij het vroegtijdig falen van de Sovjet Mars 3-lander in 1971, die na slechts 20 seconden offline ging. Het begrijpen van deze ontladingen zal het ontwerp van veerkrachtiger elektronica informeren en mogelijk van invloed zijn op de vereisten voor toekomstige astronautenpakken.
De jacht op leven en oxidatiemiddelen
De aanwezigheid van elektrische ontladingen op Mars heeft ook invloed op de zoektocht naar leven uit het verleden of heden. Oxidanten kunnen biosignaturen vernietigen, maar ze kunnen ook organische moleculen creëren. Het in kaart brengen van de verspreiding van oxidanten en elektrische activiteit kan helpen bij het lokaliseren van gebieden op Mars waar de kans op leven het grootst is. Regio’s met minder stofstormactiviteit kunnen bijvoorbeeld stabielere organische verbindingen herbergen.
Voorbij Mars: een universeel fenomeen?
Dit is de eerste keer dat elektrische ontladingen zijn bevestigd op een andere rotsachtige planeet dan de aarde. Hetzelfde proces zou op Venus kunnen plaatsvinden door middel van stofactiviteit of op Saturnusmaan Titan via ijzige korrels. Bovendien zou de elektrificatie van stof een cruciale rol kunnen spelen in de mondiale stofcyclus van Mars, door een feedbacklus te creëren waarin elektrische statische elektriciteit de drempel verlaagt voor wind om stof van het oppervlak te tillen.
Met duizenden regionale stofstormen per jaar op Mars, kunnen uitgestrekte geëlektrificeerde fronten knetteren van kleine bliksemschichten. Deze ontdekking suggereert dat het volledige verhaal van het elektrische landschap van Mars zich nog maar net begint te ontvouwen.
