法國國家科學研究中心聯合圖盧茲大學、巴黎天文臺等機構組成的國際研究團隊,在火星探測領域取得突破性進展——首次證實火星塵暴中存在放電現象。這一發現為理解火星大氣演化、氣候機制及未來深空探測任務提供了關鍵線索,相關研究成果已發表于英國《自然》雜志。
研究團隊通過分析美國航天局"毅力"號火星車搭載的麥克風記錄的聲學數據,捕捉到兩個塵暴內部異常強烈的聲波信號。進一步分析顯示,這些信號具有典型的電磁與聲學特征,其放電模式與地球干燥環境中觸碰金屬物體時產生的靜電火花相似。不同的是,火星大氣因密度僅為地球的1%且以二氧化碳為主,使得塵粒碰撞后積累電荷所需的能量閾值顯著降低,導致放電現象頻繁發生。
科學家解釋稱,當微小塵粒在高速運動中相互碰撞時,電子會從一顆顆粒轉移到另一顆,形成帶電粒子。這些電荷通過數厘米長的電弧快速釋放,同時產生可被麥克風捕捉的沖擊波。盡管地球沙漠地區也存在沙塵帶電現象,但受限于大氣條件,真正形成放電的情況極為罕見。火星獨特的低氣壓環境則大幅提升了這種自然"靜電發生器"的工作效率。
該發現對火星大氣化學研究具有重要啟示。研究指出,頻繁的放電活動可使大氣電荷水平達到催化強氧化物質形成的臨界值,這類物質會加速分解火星表面的有機分子及大氣成分,從而改變大氣光化學反應平衡。這一機制或許能解釋長期困擾科學界的謎題——為何火星大氣中的甲烷濃度會在短時間內出現劇烈波動。
放電現象對火星氣候系統的影響同樣深遠。電荷積累可能改變塵埃顆粒的運動軌跡,而塵埃循環正是調控火星溫度、風場等氣候要素的核心機制。目前科學家對這種"電驅動"的塵埃輸運過程仍知之甚少,相關研究正在深入開展。持續放電產生的電磁脈沖可能對火星探測器的精密電子元件構成潛在威脅,未來載人任務中宇航員的防護裝備設計也需考慮這一因素。
"毅力"號火星車自2021年著陸以來,其搭載的麥克風已記錄下大量珍貴聲學數據,包括火星風聲、設備運行噪音及此次發現的放電聲波。這些音頻資料證明,聲學探測技術可作為傳統光學、化學探測手段的重要補充,為行星科學研究開辟新維度。隨著更多探測數據的積累,科學家有望構建起更完整的火星大氣電環境模型。











