Ein internationales Team unter der Leitung von Baptiste Chide, einem Forscher am Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie in Frankreich, hat die erste direkte Evidenz für elektrische Aktivität in der Atmosphäre von Mars identifiziert.
Chide und sein Team erkannten akustische und elektrische Signale, die mit Entladungen während Wind- und Staubereignissen im Jezero-Krater, wo der Rover Perseverance stationiert ist, übereinstimmten. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
„Dies ist ein Beweis für die atmosphärische elektrische Aktivität auf Mars“, erklärt Chide, der Hauptautor der Studie. Bislang war die Elektrifizierung auf Mars eine wiederkehrende Hypothese, die mit der Häufigkeit von Staubstürmen verbunden war, jedoch wurde sie nie direkt nachgewiesen.
Das Team analysierte 28 Stunden Aufzeichnungen des Mikrofons von Perseverance, die während zweier Marsjahre, gleichbedeutend mit fast vier Erdjahren, gesammelt wurden. Dabei identifizierten sie 55 elektrische Ereignisse.
„Die Ergebnisse zeigen, dass die Entladungen eher mit lokalisierten konvektiven Aktivitäten in Zusammenhang stehen, die mit dem Aufwirbeln von Staub oder Sand verbunden sind, wie etwa Staubteufel oder Sturmfronten, anstatt mit Perioden höherer atmosphärischer Trübung“, erklärt Chide. Dies schwächt die Annahme, dass elektrische Felder automatisch in Gebieten verstärkt werden, in denen die Atmosphäre trüber ist.
Von den Ereignissen wurden zwei während der einzigen nahen Begegnungen des Rovers mit Staubteufeln registriert, und beide führten zu Entladungen. Laut den Autoren sollten „Staubteufel mit ähnlichen Parametern ebenfalls Quellen für vergleichbare Energieentladungen sein“.
Basierend auf diesen Beobachtungen schätzt das Team, dass die Gesamtmenge an elektrischer Energie, die durch diese Wirbel in der Region Jezero erzeugt wird, zwischen 1 und 105 Mikro-Joule pro Quadratkilometer und pro Sol variiert, abhängig von der Intensität und Häufigkeit der Wirbel.
Ursprung der elektrischen Aktivität in der Marsatmosphäre
Die Studie legt auch nahe, dass aktive Fronten von Staubstürmen—von denen es jährlich Tausende auf Mars gibt—verantwortlich für den größten Teil der atmosphärischen Elektrizität des Planeten sein könnten. „Die Sturmfronten dominieren wahrscheinlich das globale elektrische Budget von Mars“, heißt es in dem Artikel.
Die elektrischen Entladungen beeinflussen nicht nur den aufgewirbelten Staub, sondern auch die dynamischen Prozesse in der Atmosphäre und die oberflächenchemischen Vorgänge des roten Planeten. „Die elektrischen Felder verringern die zur Aufwirbelung von Partikeln benötigte Reibungsgeschwindigkeit, was den Staubauftrieb positiv verstärkt und den globalen Staubkreislauf sowie das Klima beeinflusst“, berichten die Autoren.
Darüber hinaus begünstigt die Elektrifizierung die Produktion von Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid und könnte den Chlor-Zyklus auf Mars unterstützen, Faktoren, die entscheidend für den Erhalt organischer Verbindungen und die mögliche Bewohnbarkeit des Umfeldes sind.
Abgesehen von ihrem wissenschaftlichen Interesse könnten diese Entladungen ein Risiko für zukünftige Erforscher darstellen. „Ein besseres Verständnis dieser Entladungen wird helfen, Roboter und Astronauten zu schützen“, warnt das Team. In der Vergangenheit wurden elektrische Phänomene als mögliche Ursache für Ausfälle bei Missionen wie der sowjetischen Mars 3 diskutiert, die nach wenigen Sekunden während eines Staubsturms aufhörte zu senden.
Die Entdeckung eröffnet ein ganzes Forschungsfeld zur Elektrifizierung auf Mars. „Diese Studie weckt erneut die Notwendigkeit, Instrumente zu entwickeln, die die elektrische Aktivität vor Ort messen, sowie neue atmosphärische Modelle zu entwerfen, die diese Phänomene und deren Folgen einbeziehen“, schließt Chide. Die Ergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass ähnliche Phänomene auch auf anderen staubigen Welten des Sonnensystems wie Venus oder Titan vorkommen könnten.
Referenz: Chide, B. et al. Detection of triboelectric discharges during dust events on Mars. Nature, 2025.
