Po raz pierwszy naukowcy zarejestrowali słabe wyładowania elektryczne, przypominające miniaturowe błyskawice, występujące wewnątrz marsjańskich obłoków pyłu. Dane te, uzyskane przez łazik Perseverance, rozwiązują wieloletnią zagadkę pochodzenia chemicznych utleniaczy na Marsie i otwierają nowe horyzonty w zrozumieniu procesów atmosferycznych i geologicznych planety.
Tajemnica marsjańskich utleniaczy
Od 2003 roku badacze wiedzą, że powierzchnia Marsa zawiera nienormalnie wysoki poziom wysoce reaktywnych związków, takich jak nadtlenek wodoru. Te chemikalia mogą zarówno rozkładać cząsteczki organiczne (potencjalnie eliminując ślady poprzedniego życia), jak i tworzyć nowe w wyniku reakcji chemicznych. Źródło tych utleniaczy pozostało tajemnicą, ale odkrycie to sugeruje, że kluczowym czynnikiem są wyładowania elektryczne powstające w wyniku burz piaskowych i diabłów pyłowych.
Jak dokonano odkrycia
Aktywność elektryczną wykryły nie kamery czy wyspecjalizowane czujniki, ale mikrofon łazika Perseverance. Zespół badawczy kierowany przez Baptist Sheeda zidentyfikował 55 pojedynczych zdarzeń dźwiękowych w 29 godzinach nagrań obejmujących dwa marsjańskie lata. Zdarzenia te rozpoczynają się od nagłego wybuchu zakłóceń, po którym następuje gwałtowny spadek siły sygnału, a następnie słaby, ale prawdziwy dźwięk małej fali uderzeniowej. Mikrofon tak naprawdę nie słyszy błyskawicy; wykrywa zakłócenia elektromagnetyczne spowodowane wyładowaniami elektrycznymi.
Marsjańska błyskawica: inna niż na Ziemi
W przeciwieństwie do Ziemi, Mars nie ma atmosfery bogatej w wodę potrzebnej do normalnych burz. Zamiast tego wyładowania elektryczne powstają w wyniku tarcia między cząsteczkami pyłu, podobnie jak to ma miejsce w pióropuszach wulkanicznych na naszej planecie. Jednak cienka atmosfera Marsa i niskie ciśnienie oznaczają, że wyładowania te są słabsze i bardziej przypominają szok statyczny wywołany tarciem balonu. Próg przebicia pioruna jest znacznie niższy na Marsie (15 kilowoltów na metr kwadratowy) niż na Ziemi (3 megawolty na metr kwadratowy).
Konsekwencje dla przyszłych misji
Odkrycie ma praktyczne implikacje dla przyszłych misji. Zespół łazika spekuluje, że wyładowania elektryczne mogły odegrać rolę we wczesnej awarii radzieckiego lądownika Mars 3 w 1971 r., który wyłączył się zaledwie 20 sekund po wylądowaniu. Zrozumienie tych wyładowań pomoże w opracowaniu bardziej odpornej elektroniki i potencjalnie wpłynie na wymagania dotyczące przyszłych skafandrów kosmicznych.
Szukaj życia i utleniaczy
Obecność wyładowań elektrycznych na Marsie wpływa również na poszukiwania przeszłego lub obecnego życia. Utleniacze mogą niszczyć biosygnatury, ale mogą również tworzyć cząsteczki organiczne. Mapowanie rozmieszczenia utleniaczy i aktywności elektrycznej może pomóc w zidentyfikowaniu obszarów na Marsie, w których najprawdopodobniej przetrwają ślady życia. Na przykład regiony o mniejszej aktywności burz piaskowych mogą zawierać bardziej stabilne związki organiczne.
Poza Marsem: zjawisko uniwersalne?
Po raz pierwszy potwierdzono wyładowania elektryczne na skalistej planecie innej niż Ziemia. Ten sam proces może zachodzić na Wenus z powodu aktywności pyłu lub na Tytanie, księżycu Saturna z powodu ziaren lodu. Co więcej, elektryfikacja pyłu może odegrać kluczową rolę w globalnym cyklu pyłowym Marsa, tworząc pętlę sprzężenia zwrotnego, w której ładunki elektryczne obniżają próg unoszenia się pyłu napędzanego wiatrem z powierzchni.
Dzięki tysiącom lokalnych burz piaskowych każdego marsjańskiego roku ogromne połacie naelektryzowanych frontów mogą trzaskać maleńkimi błyskawicami. Odkrycie to sugeruje, że pełna historia mapy elektrycznej Marsa dopiero zaczyna się odkrywać.
