Als experimenten in kleine flesjes in een laboratorium van de Universiteit van Oregon nauwkeurig zijn, de wrijving van botsende stofdeeltjes van Mars zal waarschijnlijk geen grote elektrische stormen veroorzaken of de nieuw aangekomen verkenningsvoertuigen bedreigen of, eventueel, menselijke bezoekers.

Al 50 jaar sinds Viking-landers en latere orbiters slib ontdekten, klei, door de wind geblazen bodemvormen en stofduivels op Mars, wetenschappers maken zich zorgen over het potentieel voor grote onweersbuien en of statische elektriciteit die wordt opgewekt door de overwegend basaltische rotsdeeltjes van de planeet, voertuigen of menselijke beschermende uitrusting zou kunnen beschadigen.

In het journaal Icarus , een UO-team meldt dat de wrijving die wordt veroorzaakt door stofdeeltjes die met elkaar in contact komen, inderdaad elektrische ontladingen kan veroorzaken aan het oppervlak en in de atmosfeer van de planeet, maar eventuele resulterende vonken zijn waarschijnlijk klein.

Dergelijke zorgen waren weer opgedoken met betrekking tot de nieuwe NASA Mars-missie, die met succes de Perseverance rover en Ingenuity robothelikopter op de rode planeet op 18 februari plaatste.

In het laboratorium van vulkanoloog Josef Dufek, onderzoekers gebruikten een verticale glazen buis die qua grootte vergelijkbaar was met een waterfles met een diameter van ongeveer 4 inch en een lengte van 8 inch. In het, ze wervelden vulkanische as als een stand-in voor Marsstof in een reeks experimenten waarmee ze valkuilen konden vermijden die eerder onderzoek hadden belemmerd.

Ze stelden vast dat elektrische ontladingen waarschijnlijk klein zouden zijn, gezien de zwakke elektrische velden, ongeveer 20 duizend volt per meter, ondersteund door de atmosfeer van Mars.

De atmosfeer van de aarde, ter vergelijking, is bestand tegen elektrische velden tot 3 megavolt per meter, het produceren van spectaculaire bliksemstormen die vaak en soms dodelijk zijn in het zuidoosten van de Verenigde Staten, zei Joshua Méndez Harper, een onderzoeksingenieur in het Oregon Center for Volcanology in het Department of Earth Sciences.

"Onze experimenten, en die van anderen voor ons, suggereren dat het op Mars gemakkelijk is om vonken te krijgen als je zand of stof beweegt, "Zei Méndez Harper. "Echter, het kan moeilijk zijn, zelfs bij grote stofstormen of binnen stofduivels, om zeer grote ontladingen of conventionele bliksem te krijgen, omdat de atmosfeer van Mars slecht is in het opslaan van lading."

Dergelijke wrijvingsprocessen worden op aarde op veel eenvoudigere manieren ervaren - door een deurknop aan te raken nadat sokken over tapijt zijn geschoven of door een ballon op een raam te plakken nadat deze op mensenhaar is gewreven.

Marsstofduivels, Mendez Harper zei:kan lijken te schitteren, knetteren of zwak gloeien in donkere omstandigheden terwijl ze door het uitgedroogde landschap van Mars rollen. Echter, ontladingen kunnen zo klein zijn dat ze alleen kunnen worden gedetecteerd met behulp van de radiogolven die ze op korte afstand uitzenden.

Eerdere experimenten waren niet overtuigend omdat deeltjes zodanig werden rondgedraaid dat ze in contact kwamen met de wanden van de testruimten. Sommige experimenten gebruikten deeltjes van materialen die niet op Mars werden gevonden. Dergelijke contacten hebben mogelijk een lading veroorzaakt die niet kenmerkend is voor een stofstorm op Mars.

Mendez Harper, Dufek en George McDonald, een postdoctoraal onderzoeker aan de Rutgers University, kreeg de beperking van de blootstelling aan de muur met behulp van de glazen buis. Ze creëerden wrijvingslading door deeltjes basaltische as van Mexico's Xitle vulkaanuitbarsting ongeveer 2 te laten botsen, 000 jaar geleden.

Botsingen in de afgesloten buizen vonden plaats met snelheden die verwacht werden in een lichte Marsbries, met deeltjes weg van buitenmuren en in een onder druk staande, atmosferische druk van 8 millibar kooldioxide, vergelijkbaar met die op het oppervlak van Mars.

Het vulkanische gesteente dat in het project wordt gebruikt, lijkt op Marsbasalt, zoals gedetecteerd door rovers in de Pathfinder en Mars Exploration Rover-missies en de stofanalogen ontwikkeld door NASA's Jet Propulsion Laboratory.

Ter vergelijking, de onderzoekers lieten ook deeltjes in contact komen met oppervlakken die vreemd zijn aan de verwachte omstandigheden op Mars. Dat zorgde voor vonken maar met een andere polariteit dan in de nieuwe experimenten.

"We waren geïnteresseerd in het voortzetten van dit werk vanwege het aantal nieuwe missies naar Mars en het potentieel van beperkende observaties, " zei Dufek, de Gwen en Charles Lillis Chair van de UO en directeur van het Oregon Center for Volcanology.

"Het kwantificeren van laad- en ontlaadgedrag heeft invloed op het transport van stof in de atmosfeer en is al lang bestudeerd in verband met het moduleren van chemische reacties, inclusief het synthetiseren van organische verbindingen, " hij zei.

De lage energie van de ontlading op Mars, zoals aangegeven door de nieuwe experimenten, betekent dat het onwaarschijnlijk is dat deze effecten mechanische operaties zullen beïnvloeden. zei Dufek.

Hoe dan ook, de Jezero-krater lijkt in de herfst en winter regelmatig stofstormen te ervaren. Dat, MacDonald zei, kan mogelijkheden bieden voor rudimentaire observaties van elektrostatische verschijnselen door de nieuw ingezette rover.

Een van de doelstellingen van haar missie is het beoordelen van milieuomstandigheden in het verleden. Bewijs voor een meer substantiële atmosfeer in het verleden zou van invloed zijn op de elektrische omgeving van de planeet en hoe deze in de loop van de tijd is veranderd.

"De grote conclusie van deze studie is dat Mars een elektrisch actieve plaats kan zijn, hoewel op een heel andere manier dan de aarde, "Zei Dufek. "Het feit dat analoog Mars-stof gemakkelijk oplaadt tot het punt van ontlading, zelfs wanneer de korrels niet tegen andere oppervlakken wrijven, suggereert dat toekomstige kolonisten op subtiele manieren een wereld kunnen vinden die is gewijzigd door statische elektriciteit."