法国国家科学研究中心近日宣布,由其参与的国际科研团队取得了一项突破性发现:首次证实火星表面存在由尘暴引发的放电现象。这一成果不仅刷新了人类对火星大气特性的认知,更可能为未来火星探测任务的设计提供关键参考。相关研究论文已发表于国际顶级学术期刊《自然》(Nature)。
该发现源于NASA“毅力号”火星车搭载的“超级相机”麦克风意外捕捉到的异常信号。作为首个在火星表面工作的声学设备,该麦克风自2021年着陆以来已累计记录超过30小时的火星环境声音,包括风声、直升机螺旋桨声等。在分析两个尘卷风中心区域的数据时,科研团队检测到强度极高的声学信号,其特征与地球干燥环境中产生的静电冲击波高度相似。通过多机构联合验证,科学家确认这些信号源自尘埃颗粒摩擦产生的放电现象——当微小颗粒相互碰撞时,电子积聚形成电荷,最终以电弧形式释放能量。
火星独特的大气环境为此类现象的发生创造了条件。与地球相比,火星大气密度仅为地球的1%,且以二氧化碳为主。这种稀薄环境显著降低了放电所需的电荷阈值,使得火星尘暴中长度可达数厘米的电弧更易形成。尽管地球沙漠地区也存在尘埃带电现象,但极少能达到放电程度。研究团队指出,火星大气中持续积累的电荷可能加速高氧化性化合物的生成,这些物质会破坏有机分子并干扰大气光化学平衡,为解释火星甲烷气体快速消失的谜题提供了新线索。
这一发现对火星气候系统研究具有深远影响。放电产生的电荷会改变尘埃颗粒的传输轨迹,而尘埃循环是调控火星气候的核心机制之一。目前科学家尚未完全掌握其具体作用方式,但新发现为构建更精确的火星气候模型提供了关键参数。更令人关注的是,频繁的放电现象可能对探测设备构成威胁——电弧产生的冲击波和电磁辐射可能干扰电子元件运行,这在未来载人任务中需重点防范。
“毅力号”的声学监测数据再次证明了多学科探测手段的重要性。该项目负责人表示,麦克风最初设计用于记录火星环境声音,但意外捕捉到的放电信号展现了声学技术在行星探测中的独特价值。随着研究深入,科学家计划结合光谱分析等手段,进一步量化放电现象对火星大气成分的长期影响,为人类探索这颗红色星球铺平道路。








