火星，這顆曾被認為不具備大氣放電條件的紅色星球，如今被國際科學界揭開了一個隱藏已久的秘密——其表面及高空大氣中存在穩定的放電現象。這一突破性發現由25國科學家組成的“火星大氣與電離層聯合探測團隊”（MAIT）完成，相關研究論文發表于國際頂級期刊《自然?天文學》，徹底顛覆了人類對火星大氣物理過程的傳統認知。

自1976年美國“海盜號”探測器首次登陸火星以來，科學界普遍認為，火星因缺乏全球性磁場、大氣密度僅為地球的1%，且主要成分為二氧化碳，難以形成類似地球的閃電或放電現象。然而，MAIT團隊通過整合“火星快車號”（歐洲空間局）、“毅力號”（美國國家航空航天局）、“祝融號”（中國國家航天局）及“火星偵察軌道器”的跨平臺數據，結合地面模擬實驗，首次捕捉到了火星放電的直接證據。研究顯示，火星放電現象主要集中于兩個區域：海拔50至80公里的中層大氣以“微弱持續放電”為主，電場強度峰值約1至3千伏/米，每3小時發生一次；而火星表面塵埃風暴期間，風暴中心及邊緣區域則會出現“脈沖式放電”，電場強度可達10至15千伏/米，強風暴期間每小時可觀測到3至5次。

這一發現源于全球行星科學領域前所未有的深度協同。MAIT團隊成立于2022年，由美國、歐洲、中國等12個國家的航天機構牽頭，聯合58所科研機構的300名科學家參與，研究經費達1.2億美元。團隊的核心任務是整合分散的探測數據——此前，單一探測器因觀測范圍或儀器精度限制，曾多次記錄到疑似放電信號，但均因缺乏交叉驗證而未能確認。例如，2018年“火星快車號”在南半球觀測到異常電場波動，被歸因于太陽風與大氣相互作用；2021年“毅力號”在杰澤羅隕石坑遭遇塵埃風暴時記錄到電壓峰值，被認為可能是火星車表面靜電積累；2022年“祝融號”在烏托邦平原觀測到類似信號，中國科學家提出“火星塵埃靜電放電”假說，但缺乏高空數據支持。MAIT團隊成立后，通過標準化處理12類原始數據（包括電場強度、粒子濃度、塵埃密度等），并利用AI算法建立多維度關聯模型，最終從2018至2024年的1.2萬條觀測數據中，鎖定了放電現象與塵埃風暴、大氣環流的強相關性。

為驗證理論，團隊在法國圖盧茲太空中心的“火星環境模擬艙”中重建了火星大氣環境（95%二氧化碳、0.01巴氣壓、零下60攝氏度平均溫度），并模擬了塵埃顆粒碰撞過程。實驗表明，當直徑1至10微米的模擬塵埃顆粒以每秒50米的速度碰撞時，靜電積累達到8千伏/米時即會引發脈沖式放電，其信號特征與探測器觀測數據完全匹配。參與實驗的法國科學家皮埃爾?勒梅爾指出：“實驗證明，火星的稀薄大氣與塵埃活動足以支撐放電現象，無需依賴地球那樣的磁場或濃密大氣?！?/p>

該研究一經發表，立即引發全球科學界震動?！蹲匀?天文學》主編羅伯特?范德胡芬評價，這一發現的重要性堪比1996年火星隕石中疑似微生物化石的發現，它不僅改寫了火星科學的教科書，更提出了一系列新問題：放電現象如何影響火星氣候演化？是否可能為生命起源提供能量？對未來火星探測任務的安全設計有何啟示？

截至目前，已有18個國家的航天機構宣布啟動應急研究計劃：美國國家航空航天局將調整“毅力號”任務，增加對塵埃風暴區域的放電觀測頻率；歐洲空間局計劃在2027年發射的“火星樣本返回任務”中搭載專門探測儀器；中國國家航天局表示，“祝融號”將延長任務期，重點研究放電現象與地質環境的關聯；俄羅斯航天集團則宣布，將在2030年發射的軌道器上搭載高分辨率電場探測儀，構建火星全球放電分布圖。與此同時，麻省理工學院、中國科學院地質與地球物理研究所、劍橋大學等頂尖機構也紛紛成立專項研究組，從探測技術、生命起源、航天器防護等多角度展開攻關。

這一發現背后，是科學家對火星放電現象長達半個世紀的探索。早在20世紀70年代，美國“海盜號”探測器傳回火星大氣數據后，NASA科學家卡爾?薩根便提出“塵埃顆粒碰撞可能產生靜電放電”的猜想，但因當時探測技術限制，這一理論長期停留在假設階段。21世紀以來，隨著探測器儀器精度提升（如“火星快車號”電場測量精度達0.1千伏/米）、觀測窗口擴大（多探測器形成立體觀測網絡），以及AI算法與大數據分析技術的應用，分散的“碎片化數據”終于被拼湊成完整的證據鏈。2022年9月，火星南半球發生的一次強塵埃風暴成為關鍵轉折點——“火星快車號”“毅力號”“祝融號”同時捕捉到“三重信號”：軌道器在中層大氣觀測到持續電場波動，火星車在地面記錄到脈沖式放電，且環境參數（塵埃密度、溫度驟降）與放電條件高度吻合。MAIT團隊的中國科學家張劍鋒表示：“這是首次在火星上觀測到軌道器與火星車的信號聯動，形成了完整的證據鏈。”