Электрические штормы Марса: что скрывается в пыльных вихрях Красной планеты

Пыльные бури на Марсе кажутся обычной погодой, но на деле они работают как гигантский генератор. Трение частиц поднимает электрический заряд, а затем запускает разряды, которые меняют химические "подписи" поверхности. Новая работа связывает эти процессы с тем, почему марсианский хлор выглядит необычно даже по меркам других планет.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Поверхность Марса

Об этом говорится в исследовании планетолога Алиан Ван в Earth and Planetary Science Letters.

Что именно делают марсианские пыльные бури

На Марсе пыль и песок постоянно перемешиваются в вихрях и бурях, а разреженная атмосфера помогает зарядам накапливаться. Когда миллионы зёрен сталкиваются и трутся друг о друга, возникает трибоэлектризация — тот же принцип, что и у "статического" разряда от свитера, только в планетарных масштабах. При достаточной накопленной энергии появляются электростатические разряды, которые способны "перетасовывать" химические реакции в атмосфере и на грунте.

Эти разряды важны не только как физическое явление. В их цепочках запускаются электрохимические реакции, которые приводят к образованию окисленных соединений хлора, включая перхлораты, а также затрагивают углеродсодержащие компоненты — например, карбонаты, переносимые пылью.

Лабораторные симуляции Марса и зачем они нужны

Команда Алиан Ван моделировала марсианские условия в специализированных камерах-симуляторах, чтобы воспроизвести сухую, разреженную и пыльную среду, характерную для "амазонийского" периода Марса. Такой подход позволяет не гадать по отдельным находкам, а измерять, какие продукты реально образуются при разрядах и как меняется их состав.

Отдельный акцент в работе — на количественной оценке продуктов реакций. Исследователи использовали ловушки сбора и контроль массы, чтобы понимать, что именно появляется "на выходе" и в каком объёме.

Почему в центре внимания — изотопы хлора

Изотопы — это тонкая, но очень информативная "метка" процесса: их соотношения обычно не скачут случайно и меняются, когда в системе начинает доминировать конкретный механизм. В экспериментальных сериях команда анализировала изотопные составы хлора (а также кислорода и углерода) и увидела устойчивое обеднение тяжёлых изотопов.

В исследовании это связывают с тем, что непрерывная "пылевая электрокимия" со временем могла уводить систему к всё более отрицательным значениям δ37Cl. Именно так авторы объясняют, почему марсоход Curiosity фиксировал крайне необычную подпись — δ37Cl до -51‰.

Как это соотносится с данными марсоходов

Авторы сопоставляют лабораторные результаты с тем, что уже находили миссии NASA и ESA: по их логике, изотопные "подписи" передаются от продуктов разрядов в атмосферу, затем осаждаются обратно на поверхность и могут уходить в грунт, формируя новые поколения минералов.

Отдельно упоминается, что наблюдения за электрическими явлениями на Марсе получили свежую поддержку: марсоход Perseverance зафиксировал десятки событий, интерпретируемых как разряды, во время пыльных вихрей и бурь, а результаты публиковались в Nature.

Сравнение: что меняют разряды на Земле и на Марсе

На Земле электричество в атмосфере чаще связывают с грозами и водяным циклом, где большую роль играют влажность и облака. На Марсе "двигателем" выступает сухая пыль: заряд создаётся трением зёрен, а разреженная атмосфера облегчает возникновение разрядов. Поэтому и химические последствия отличаются: марсианская схема сильнее завязана на пылевую динамику и перенос солей.