Forscher weisen erstmals elektrische Entladungen durch aufgewirbelten Staub vor Ort nach
Nicht nur auf der Erde gibt es Gewitter – auch in den Atmosphären der großen Planeten Jupiter und Saturn konnten Wissenschaftler elektrische Entladungen nachweisen. Jetzt hat ein internationales Forschungsteam erstmals direkt vor Ort auf dem Mars elektrische Entladungen aufgespürt. Wie die Messungen mit dem Rover Perseverance zeigen, führt Reibung in aufgewirbeltem Staub zum Aufbau elektrischer Ladungen. Bei der Planung von bemannten Missionen zum roten Planeten müsse man daher auch Gefahren durch Blitze berücksichtigen, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.
Auf der Erde – und vermutlich auch auf Jupiter und Saturn – entstehen Gewitter durch ständige Zusammenstöße von Wassertröpfchen und Eiskristallen, die zu einer Trennung elektrisch positiver und negativer Ladungen führen. Der Mars ist für diesen Prozess zu trocken – doch elektrische Ladungen könnten hier durch die Reibung von Staubpartikeln aneinander auftreten. Denn auf dem roten Planeten kommt es ständig zur Aufwirbelung von Staub durch Windhosen, „Staubteufel“ genannt. Und gewaltige Staubstürme können Tausende von Kilometern große Regionen einhüllen.
„Seit langem wurde daher die Existenz elektrischer Aktivität auf dem Mars vermutet“, erläutern Baptiste Chide von der Universität Toulouse in Frankreich und seine Kollegen. „Doch eine solche Aktivität wurde bislang nicht direkt nachgewiesen.“ Es gab lediglich indirekte Hinweise. So stießen Christopher Ruf von der University of Michigan in den USA und sein Team 2006 bei Radiobeobachtungen auf seltsame Signale vom Mars. Nach langjähriger Auswertung der rätselhaften Daten folgerten die Forscher 2009, dass die kurzen Ausbrüche von Radiosignalen durch Blitze verursacht sein könnten.
Doch es blieben Zweifel, denn auch andere Erklärungen waren denkbar. Zudem blieben Versuche, Blitze durch Raumsonden in der Marsumlaufbahn nachzuweisen, erfolglos. Einen endgültigen Beweis konnten nur Beobachtungen direkt auf der Oberfläche des roten Planeten liefern. Chide und sein Team haben sich deshalb die Daten vorgenommen, die der 2021 im Jezero-Krater auf der Nordhalbkugel des Mars gelandete Rover Perseverance gesammelt hat.
Die Forscher wurden fündig: In den Aufzeichnungen eines auf Perseverance installierten Mikrofons fanden sie 55 Ereignisse, die auf elektrische Entladungen in der Nähe des Rovers hindeuten. Dabei registrierte das Mikrofon nicht nur akustisch den Donner der Entladung. Bereits unmittelbar vor dem Donner zeigte das Mikrofon jeweils ein Signal, das nicht akustischer Natur war. Dabei handele sich um eine elektrische Stimulation des Mikrofonsystems, erläutern die Forscher. Das von einer Entladung ausgestrahlte Magnetfeld induziere dabei elektrischen Strom in die Elektronik des Mikrofons.
Wie sich weiter zeigte, fanden 54 der Ereignisse jeweils bei starkem Wind statt. Staub aufwirbelnder Wind spielt also tatsächlich eine entscheidende Rolle bei elektrischen Entladungen auf dem Mars. Sechzehn Ereignisse wurden bei zwei nahen Begegnungen des Rovers mit Staubteufeln aufgezeichnet. Chide und seine Kollegen vermuten, dass Blitze eher bei solchen lokalen Ereignissen als bei großräumigen Staubstürmen auftreten.
Die Blitze könnten einen erheblichen Einfluss auf die Chemie in der Atmosphäre und auf der Oberfläche des Mars haben. Denn elektrische Entladungen fördern beispielsweise die Entstehung stark oxidierender Stoffe wie Wasserstoffperoxid. Da solche Substanzen als Zellgifte wirken, verschlechtern sie die Aussicht, Mikroorganismen auf dem Mars zu finden.
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/INTA-CSIC/Space Science Institute/ISAE-Supaero/University of Arizona
