Un rover singuratic care navighează prin nisipurile marțiene tocmai a răspuns unei întrebări vechi de secole: dacă un fulger lovește pe Planeta Roșie și nu e nimeni acolo să-l audă, acesta mai produce sunet? Răspunsul este un „da” răsunător (sau, mai degrabă, un „pocnet” discret).
În înregistrările audio obținute de roverul Perseverance al NASA, oamenii de știință au identificat, în premieră absolută, descărcări electrice capturate în timpul unor fenomene meteorologice haotice. Nu este vorba despre un eveniment izolat, ci de 55 de instanțe distincte detectate pe parcursul a doi ani marțieni de observații.
Aceste descoperiri sunt cruciale, deoarece vremea prăfuită în care au apărut fenomenele confirmă condițiile specifice necesare pentru a genera electricitate în atmosfera subțire și incredibil de uscată a lui Marte – un fapt suspectat de mult timp de cercetători, dar niciodată demonstrat direct până acum.
Cum funcționează „furtuna” marțiană?
Mecanismul din spatele acestor fulgere este fascinant. Se crede că fenomenul apare atunci când condițiile atmosferice turbulente agită particulele de praf, frecându-le unele de altele pentru a genera sarcină electrică. În cele din urmă, se acumulează o cantitate critică de electricitate statică ce trebuie să se descarce undeva, producând scânteia.
Fulgerele sunt omniprezente aici, pe Pământ, generând unele dintre cele mai spectaculoase spectacole de lumini ale naturii. Deși pe planeta noastră le asociem cel mai puternic cu norii încărcați cu vapori de apă, umezeala nu este o condiție obligatorie. Descărcările electrice se manifestă violent și în coloanele uriașe de cenușă vulcanică, de exemplu.
Chiar și furtunile de nisip – ale căror particule uscate de silicat sunt izolatoare, nu conductoare – pot genera suficientă sarcină pentru a declanșa aceste descărcări. Oamenii de știință au propus de mult timp că mecanisme similare ar putea fi în joc pe Marte, chiar dacă atmosfera sa, dominată de dioxid de carbon, este mult mai rarefiată și mai aridă decât cea a Pământului.
De altfel, nu suntem străini de fulgerele extraterestre: acestea au fost înregistrate pe giganții gazoși Jupiter și Saturn și detectate provizoriu pe Neptun și Uranus (deși situația pe Venus rămâne încă o întrebare deschisă). Modelele actuale sugerează că, dacă descărcările electrice au loc pe Marte, acestea se produc cel mai probabil aproape de suprafață, acolo unde presiunea atmosferică este cea mai ridicată.
Urechile roverului Perseverance și sunetul fulgerelor pe Marte
Din fericire, avem tehnologie de ultimă oră pe suprafața marțiană. Roverul Perseverance este echipat cu un instrument capabil să detecteze aceste semne subtile.
O echipă condusă de cercetătorul planetar Baptiste Chide de la Universitatea din Toulouse, Franța, a analizat datele colectate de microfonul SuperCam al roverului. Acesta este un dispozitiv sofisticat, capabil să înregistreze atât date sonore, cât și interferențe electromagnetice. Echipa a analizat peste 28 de ore de înregistrări audio, vânând semnele descărcărilor electrice printre norii de praf care învăluie planeta.
Rezultatul? Au găsit 55 de evenimente. Dintre acestea, 7 au capturat în întregime o „semnătură” distinctivă a descărcării, după cum arată ScienceAlert.
Procesul se desfășoară astfel: mai întâi, instrumentul înregistrează un „blip” electronic brusc, cauzat de interferențe electromagnetice pe măsură ce descărcarea electrică interacționează cu cablurile microfonului. Acest semnal este urmat de o relaxare (ringdown) care durează aproximativ 8 milisecunde. Cele șapte evenimente complete s-au încheiat cu semnătura acustică a unui mic boom sonic, creat de descărcarea care a încălzit și expandat brusc aerul din jurul său – practic, un mini-tunet.
Pentru a valida descoperirea și a se asigura că nu este o eroare, cercetătorii au folosit o replică a instrumentului SuperCam aici, pe Pământ, replicând cu succes profilul înregistrărilor de pe Marte.
Nu este chiar fulgerul de pe Pământ
Interesant este faptul că o simplă concentrație ridicată de praf nu a fost suficientă pentru a produce scântei. Marea majoritate a evenimentelor (54 din 55) au avut loc în timpul celor mai puternice 30% din vânturile înregistrate de Perseverance, fiind asociate cu fronturile furtunilor de praf. De asemenea, 16 descărcări au fost surprinse în timpul întâlnirilor directe ale roverului cu celebrele vârtejuri de praf (dust devils).
Totuși, dacă vă imaginați furtuni violente ca pe Pământ, mai gândiți-vă o dată. Bazându-se pe șase dintre cele șapte evenimente sonore clare, majoritatea descărcărilor au fost minuscule, având o energie de doar 0,1 până la 150 nanojouli.
Al șaptelea eveniment a fost „uriașul” grupului, înregistrând 40 milijouli. Totuși, acesta este în concordanță cu o descărcare de la rover în solul marțian, probabil cauzată de o acumulare de electricitate statică din particulele care se freacă de roțile lui Perseverance.
Prin comparație, un fulger mediu nor-pământ de pe planeta noastră descarcă aproximativ un miliard de jouli. Așadar, fulgerul marțian este o „bestie” foarte diferită, mult mai discretă, dar existența sa este incontestabilă și are implicații majore.
De ce contează aceste mici scântei?
O implicație imediată și pragmatică este siguranța viitoarelor misiuni. Aceste date vor contribui la proiectarea tehnologiei de explorare, pentru a o proteja de descărcările electrice despre care acum știm cu siguranță că au loc.
În plus, așa cum s-a întâmplat în cazul Pământului primitiv, cercetătorii pot acum modela mai precis reacțiile chimice din atmosfera marțiană care ar putea fi mediate sau catalizate de aceste descărcări electrice.
La un nivel mai speculativ – și aici lucrurile devin cu adevărat interesante pentru astrobiologi – unele teorii actuale despre originea vieții pe Pământ invocă fulgerul ca un sistem de livrare a energiei necesare pentru a transforma o colecție de molecule inerte în biologie activă. Dacă fulgerele există pe Marte, acest factor poate fi acum inclus oficial în ecuațiile care estimează probabilitatea ca viața să fi existat vreodată acolo.
„Acest studiu deschide un domeniu de cercetare important pentru atmosfera Marte… și motivează dezvoltarea de noi modele atmosferice care să țină seama de fenomenele electrice și de consecințele lor”, au concluzionat Chide și colegii săi în studiul publicat în revista Nature.
