Bei Staub-Stürmen

Auch auf dem Mars blitzt es wie auf der Erde

(Bild: Tryfonov - stock.adobe.com)

Nicht nur auf der Erde gibt es Gewitter – auch in der Atmosphäre der großen Planeten Jupiter und Saturn konnten Wissenschafterinnen und Wissenschafter elektrische Entladungen nachweisen. Jetzt hat ein Forschungsteam erstmals auf dem Mars elektrische Entladungen direkt 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 Forschenden im Fachblatt „Nature“. Auf der Erde – und vermutlich auch auf Jupiter und Saturn – entstehen Gewitter durch 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. Zudem können gewaltige Staubstürme tausende Kilometer große Regionen einhüllen.

Existenz schon seit vielen Jahren vermutet
„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 bisher 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 Auswertung der rätselhaften Daten folgerten die Forscher 2009, dass die kurzen Ausbrüche von Radiosignalen durch Blitze verursacht sein könnten.

Ein „Selfie“ vom Mars-Rover „Perseverance“(Bild: AP/AP ( via APA) Austria Presse Agentur)

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 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.

Rover zeichnet Donnergrollen auf
Die Forschenden 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. Unmittelbar vor dem Donner zeigte das Mikrofon jeweils ein Signal, das nicht akustischer Natur war. Dabei handelt es 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. 16 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. 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.