法國國家科學(xué)研究中心聯(lián)合圖盧茲大學(xué)、巴黎天文臺等機(jī)構(gòu)組成的國際研究團(tuán)隊(duì)，在火星探測領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展——首次證實(shí)火星塵暴中存在放電現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)為理解火星大氣演化、氣候機(jī)制及未來深空探測任務(wù)提供了關(guān)鍵線索，相關(guān)研究成果已發(fā)表于英國《自然》雜志。

研究團(tuán)隊(duì)通過分析美國航天局"毅力"號火星車搭載的麥克風(fēng)記錄的聲學(xué)數(shù)據(jù)，捕捉到兩個(gè)塵暴內(nèi)部異常強(qiáng)烈的聲波信號。進(jìn)一步分析顯示，這些信號具有典型的電磁與聲學(xué)特征，其放電模式與地球干燥環(huán)境中觸碰金屬物體時(shí)產(chǎn)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(dǎo)致放電現(xiàn)象頻繁發(fā)生。

科學(xué)家解釋稱，當(dāng)微小塵粒在高速運(yùn)動中相互碰撞時(shí)，電子會從一顆顆粒轉(zhuǎn)移到另一顆，形成帶電粒子。這些電荷通過數(shù)厘米長的電弧快速釋放，同時(shí)產(chǎn)生可被麥克風(fēng)捕捉的沖擊波。盡管地球沙漠地區(qū)也存在沙塵帶電現(xiàn)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(dú)特的低氣壓環(huán)境則大幅提升了這種自然"靜電發(fā)生器"的工作效率。

該發(fā)現(xiàn)對火星大氣化學(xué)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(dá)到催化強(qiáng)氧化物質(zhì)形成的臨界值，這類物質(zhì)會加速分解火星表面的有機(jī)分子及大氣成分，從而改變大氣光化學(xué)反應(yīng)平衡。這一機(jī)制或許能解釋長期困擾科學(xué)界的謎題——為何火星大氣中的甲烷濃度會在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)劇烈波動。

放電現(xiàn)象對火星氣候系統(tǒng)的影響同樣深遠(yuǎn)。電荷積累可能改變塵埃顆粒的運(yùn)動軌跡，而塵埃循環(huán)正是調(diào)控火星溫度、風(fēng)場等氣候要素的核心機(jī)制。目前科學(xué)家對這種"電驅(qū)動"的塵埃輸運(yùn)過程仍知之甚少，相關(guān)研究正在深入開展。持續(xù)放電產(chǎn)生的電磁脈沖可能對火星探測器的精密電子元件構(gòu)成潛在威脅，未來載人任務(wù)中宇航員的防護(hù)裝備設(shè)計(jì)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(fēng)已記錄下大量珍貴聲學(xué)數(shù)據(jù)，包括火星風(fēng)聲、設(shè)備運(yùn)行噪音及此次發(fā)現(xiàn)的放電聲波。這些音頻資料證明，聲學(xué)探測技術(shù)可作為傳統(tǒng)光學(xué)、化學(xué)探測手段的重要補(bǔ)充，為行星科學(xué)研究開辟新維度。隨著更多探測數(shù)據(jù)的積累，科學(xué)家有望構(gòu)建起更完整的火星大氣電環(huán)境模型。