Auf dem Mars wurden zum ersten Mal elektrische Funken innerhalb von „Staubteufeln“ gefunden, was das Verständnis der Wissenschaftler über die Atmosphäre und das Klima des Planeten grundlegend verändert.
Was auf dem Mars entdeckt wurde
Starke Winde auf dem Mars erzeugen kontinuierlich wirbelnde Säulen feinen Staubes. Während das Mikrofon des SuperCam-Instruments, dem ersten Mikrofon, das jemals auf dem Mars entwickelt wurde, durch das Zentrum von zwei solcher „Staubteufel“ passierte, registrierte es unerwartet ungewöhnlich starke Signale.
Forscher des Astrophysikalischen und Planetarischen Forschungsinstituts (CNES/CNRS/Université de Toulouse) und des Laboratoriums für Atmosphären- und Raumbeobachtungen (CNRS/Sorbonne Université/Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines) stellten später fest, dass diese Signale mit den elektromagnetischen und akustischen Abdrücken elektrischer Entladungen übereinstimmten. Diese sind ähnlich den kleinen statischen Schlägen, die Menschen auf der Erde manchmal spüren, nachdem sie ein metallisches Objekt unter trockenen Bedingungen berührt haben. Obwohl die Wissenschaftler solche Entladungen seit vielen Jahren vorhergesagt hatten, ist dies das erste Mal, dass sie direkt in der Marsatmosphäre beobachtet werden.
Der Prozess hinter diesen Ereignissen
Der Prozess, der zu diesen Phänomenen führt, beginnt, wenn unzählige mikroskopische Staubpartikel aneinander reiben. Diese Reibung ermöglicht es den Partikeln, elektrische Ladungen zu sammeln, die später in Form kurzer elektrischer Bögen von nur wenigen Zentimetern Länge freigesetzt werden können und hörbare Druckwellen erzeugen.
Funken verändern die Chemie des Mars
Auf der Erde sind Staubpartikel ebenfalls dafür bekannt, elektrische Ladungen aufzuladen, insbesondere in trockenen Umgebungen, doch tatsächliche Entladungen sind eher selten. Der Mars hingegen hat eine viel dünnere Atmosphäre, die hauptsächlich aus Kohlendioxid besteht, was die erforderliche Schwelle für die Bildung von Funken herabsetzt und diese Entladungen wahrscheinlicher macht.
Die Identifizierung dieser elektrischen Entladungen verändert signifikant die Sichtweise der Wissenschaftler auf die Chemie der Marsatmosphäre. Die Ergebnisse zeigen, dass die atmosphärischen Bedingungen auf dem Mars genügend elektrische Ladungen erzeugen können, um die Bildung von extrem oxidierenden Verbindungen zu beschleunigen. Diese reaktiven Substanzen sind in der Lage, organische Moleküle auf der Oberfläche sowie viele Gase in der Atmosphäre zu zersetzen, wodurch das photochemische Gleichgewicht gestört wird. Die kürzlich bestätigte Existenz solcher Prozesse könnte dazu beitragen zu erklären, warum Methan auf dem Mars viel schneller zu verschwinden scheint als erwartet, ein Rätsel, das die Forscher seit mehreren Jahren beschäftigt.
Die elektrischen Ladungen, die für diese Entladungen erforderlich sind, könnten auch die Staubtransportmechanismen auf dem Mars beeinflussen und damit eine zentrale Rolle im Marsklima spielen, dessen Dynamik weitgehend unbekannt bleibt. Zudem könnten sie die elektronische Ausrüstung aktueller robotischer Missionen gefährden und ein Risiko für potenzielle zukünftige bemannte Missionen darstellen.
Der Klang öffnet ein neues Fenster zum Mars
Das Mikrofon des SuperCam-Instruments im NASA-Rover Perseverance hat 2021 die ersten Geräusche auf dem Mars aufgezeichnet, einen Tag nach der Landung des Rovers auf dem Planeten. Täglich aktiviert, hat es über 30 Stunden an Geräuschen vom roten Planeten gesammelt: den Wind, der weht, das Geräusch der Rotoren des Helikopters Ingenuity und nun auch elektrische Entladungen. Diese neue Beobachtung bestätigt das enorme Potenzial der Akustik als Werkzeug zur Erforschung von Planeten.
