Neue Analysen der vom Rover Perseverance gesammelten Daten haben zum ersten Mal die Existenz elektrischer Entladungen und kleiner akustischer Geräusche innerhalb von Staubteufeln auf dem Mars bestätigt. Dieses Ergebnis, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature und auf der offiziellen Website der NASA bekannt gegeben, basiert auf den Audio- und elektromagnetischen Aufnahmen des SuperCam-Mikrofons und stellt einen Fortschritt im Verständnis der chemischen Zusammensetzung der Marsatmosphäre, ihrer klimatischen Evolution und der Bedingungen dar, die zukünftige robotische und bemannte Missionen beeinflussen könnten.
Staubteufel auf dem Mars
Staubteufel sind auf dem Roten Planeten weit verbreitet und entstehen durch aufsteigende warme Luftsäulen, die beim Ersetzen durch kühlere Luft zu rotieren beginnen. Beim Eintritt der Luft in den Wirbel beschleunigt sie, hebt Staub an und bildet diese turbulenten Strukturen, die weite Gebiete des Planeten durchqueren.
Aufzeichnung der Entladungen
SuperCam hat seit Beginn der Mission 55 distincte elektrische Ereignisse aufgezeichnet, darunter 16 Entladungen, die während des direkten Vorbeiziehens eines Staubteufels über den Rover registriert wurden. Vor der Ankunft von Perseverance spekulierten Wissenschaftler seit Jahrzehnten, dass die Reibung zwischen Staubkörnern elektrische Ladungen durch den sogenannten triboelektrischen Effekt erzeugen könnte – einem Prozess, der auch dann eine Funkenbildung auslösen kann, wenn man eine metallische Oberfläche berührt, nachdem man über einen Teppich gegangen ist. Auf dem Mars reicht es aufgrund der niedrigen Dichte der Atmosphäre aus, eine wesentlich geringere Ladung zu erzeugen als auf der Erde.
Das SuperCam-Mikrofon ist ursprünglich dafür entwickelt worden, den Klang des Lasers zu erfassen, der Gesteine analysiert, hat sich jedoch als fähig erwiesen, auch Wind und elektromagnetische Störungen zu messen. Eine Durchsicht der Missionsdaten offenbarte deutlich verschiedene Episoden elektrischer Aktivität, einschließlich des charakteristischen trockenen Klangs von Funken.
Folgen dieser Entdeckung
Forschenden zufolge treten viele der anderen elektrischen Entladungen während der Störungen von konvektiven Fronten auf, die regionale Staubstürme begleiten. Diese Phänomene begünstigen die für den triboelektrischen Effekt typische Ladungstrennung. von besonderem Interesse ist, dass die Intensität der Entladungen nicht während der Zeiten ansteigt, in denen globale Stürme die Atmosphäre mit mehr Staub beladen, was darauf hinweist, dass die Erzeugung von Elektrizität eher mit der turbulenten Anhebung von Sand und Staub als mit der Gesamtpartikeldichte zusammenhängt.
Die Bestätigung dieser Entladungen eröffnet wichtige Szenarien. Eine elektrisch aktive Atmosphäre kann chemische Reaktionen fördern, die sehr oxidierende Verbindungen wie Chlorate und Perchlorate erzeugen, Substanzen, die organische Moleküle abbauen und die chemische Zusammensetzung der Luft erheblich verändern können. Dies könnte auch die schnell festgestellte Abnahme von Methan erklären, ein zentrales Thema in der Forschung zur möglichen Existenz von Leben.
Die weit verbreitete elektrische Ladung könnte auch den Transport von Staub beeinflussen, eine Schlüsselkomponente der klimatischen Prozesse auf dem Mars. Das Verständnis dieser Mechanismen wird helfen, die Risiken für die Elektronik der aktuellen Missionen besser zu bewerten und Sicherheitsprotokolle für zukünftige menschliche Erkundungen zu entwickeln.
