Недавняя дискуссия под статьёй о марсианской геологии вывела на интересный вопрос: могут ли на Красной планете возникать молнии? Поводом стал снимок ровера «Кьюриосити», на котором запечатлено необычное геологическое образование. Один из читателей предположил, что это могут быть фульгариты — стекловидные структуры, образующиеся в горных породах при ударе молнии. Это заявление породило спор о самой возможности грозовых разрядов в разреженной марсианской атмосфере, где классических гроз, подобных земным, не наблюдается. Однако, как оказалось, научные данные указывают на существование другого, не менее мощного источника атмосферного электричества на Марсе.
Загадка марсианских перхлоратов
Ключ к разгадке лежит в химическом составе марсианского грунта. В декабре 2018 года в авторитетном журнале Earth and Planetary Science Letters была опубликована работа, посвящённая происхождению перхлоратов. Это токсичные соединения — соли хлорной кислоты (HClO₄), для синтеза которых требуется значительный приток энергии. На Земле они в естественных условиях образуются в основном в регионах с экстремально высоким уровнем солнечной радиации, таких как пустыня Атакама или сухие долины Антарктиды.
Парадокс Марса заключается в том, что, находясь дальше от Солнца и получая меньше солнечного излучения, планета оказалась необычайно богата этими соединениями. Если на Земле перхлораты — редкая примесь, то в марсианском реголите их концентрация достигает 0,5–1%. Причём высокое содержание было зафиксировано как полярным зондом «Феникс», так и ровером «Кьюриосити», работающим в экваториальной области. Это повсеместное распространение заставило учёных искать альтернативный, более мощный источник энергии для их формирования.
«Пылевые дьяволы» как электростанции
Авторы исследования 2018 года предложили интригующую гипотезу: энергию для синтеза перхлоратов поставляет атмосферное электричество, а его генераторами выступают знаменитые марсианские «пылевые дьяволы». Эти гигантские пылевые вихри, впервые обнаруженные аппаратами программы «Викинг» в 1970-х годах, являются частым явлением на планете. Их масштабы впечатляют: диаметр и высота могут на порядок превышать параметры земных аналогов. Учёные предположили, что интенсивное трение миллиардов пылевых частиц внутри такого вихря создаёт мощные электростатические заряды, способные порождать электрические разряды.
Научно-популярные каналы : путеводитель
Новости популярной науки
12 марта
Экспериментальное подтверждение и новые открытия
Чтобы проверить эту теорию, исследователи воссоздали марсианские условия в лабораторной камере. Они заполнили её газовой смесью, имитирующей атмосферу Марса (95% CO₂, 4% азота и аргона, 1% кислорода и водяного пара), добавили хлорид натрия (поваренную соль), установили соответствующее давление и температуру и смоделировали электрические разряды, ожидаемые от трения пыли. Результат оказался убедительным: в ходе эксперимента были синтезированы хлорат (NaClO₃) и перхлорат (NaClO₄) натрия. Это стало весомым аргументом в пользу того, что «пылевые дьяволы» действительно обладают электрическим «сердцем». Более того, существует гипотеза, что именно эти вихри ответственны за загадочное микроволновое излучение Марса, зарегистрированное в 2009 году.
Актуальность темы подтверждается свежими исследованиями. Так, в январе 2022 года физики из МФТИ опубликовали работу, в которой пришли к выводу, что взаимодействие частиц пыли во время глобальных марсианских бурь может порождать электрические поля колоссальной силы. Эти поля достаточны не только для возникновения разрядов, но и для генерации шумановских резонансов — электромагнитных стоячих волн в планетарном масштабе, что ещё больше сближает электрические процессы на Марсе и Земле.
Автор: Наталья Беспалова.
Путеводитель по каналу «Кот-учёный». 2021
Читателям, интересующимся историей техники, Кот рекомендует сайт Сергея Мороза.
#астрономия #физика #космос #марс #электричество
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Марс. "Пылевые дьяволы" и дискуссия об атмосферном электричестве.