火星因其强烈的沙尘暴而臭名昭著，其中一些沙尘暴产生的尘埃足以被地球上的望远镜看到。
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当尘埃颗粒相互摩擦时，就像它们在火星沙尘暴中一样，它们可以带电，传递正负电荷，就像你在地毯上拖曳时积聚静电一样。
强电场在地球上的沙尘暴中积聚，所以这也发生在火星上也就不足为奇了。但接下来会发生什么?可能不是突然闪电，正如我们在地球上所期望的那样。
相反，圣路易斯华盛顿大学的行星科学家Alian Wang认为，火星上的放电可能看起来更像是一种微弱的光芒。(没有一个火星着陆器，漫游车或其他任务捕捉到它的真实照片。
“这可能有点像地球上极地地区的极光，高能电子与稀薄的大气物种碰撞，”艺术与科学地球和行星科学研究教授王说。
无论是否华而不实，这个火星人的“人造”仍然具有沉重的冲击力。
Wang在《地球物理研究快报》杂志上的新研究表明，沙尘暴中的电力可能是火星氯循环的主要驱动力。
作为背景，科学家认为氯是火星上“移动”的五种元素之一(其他元素是氢，氧，碳和硫)。这意味着不同形式的氯在火星表面和大气之间来回移动。在地面上，氯化物沉积物 - 类似于地球上的盐水海滩或浅盐滩 - 很普遍。这些氯化物沉积物可能是在火星的早期历史中形成的，是盐水中沉淀的氯化物盐。
在这项新研究中，王表明，将氯从火星地面转移到空气中的一种特别有效的方法是通过火星尘埃活动中产生的放电引发的反应。
Wang和她的合作者进行了一系列实验，从普通氯化物中获得高产率的氯气 - 所有这些都是通过在类似火星的条件下用放电电击固体盐来实现的。他们使用华盛顿大学的行星模拟室(称为行星环境和分析室，或PEACh)进行了这些实验。
“这项研究揭示了普通氯化物中氯的高释放率，这表明了将表面氯化物转化为我们现在在大气中看到的气相的有希望的途径，”英国开放大学的研究员Kevin Olsen说。
“这些发现支持火星尘埃活动可以推动全球氯循环。通过ExoMars微量气体轨道飞行器，我们看到与全球和区域沙尘暴相吻合的重复季节性活动，“他说。
在火星上比在地球上更容易
“摩擦电气化是我们太阳系中的一个常见过程，火星尘埃活动已知是电荷积聚的强大来源，”王说，他是该大学麦克唐纳空间科学中心的教职研究员。“火星上稀薄的大气层使得累积的电场更容易以静电放电的形式分解。事实上，在火星上比在地球上容易一百倍。
参与1970年代登陆火星的维京任务的科学家首次提出，沙尘暴可能是这颗红色星球上新的反应化学的来源。
然而，粉尘活动的化学效应很难研究。某些任务机会，如2016年推出的ExoMars Schiaparelli EDM，以失败告终。科学家们转向模型和实验研究。
近年来，王和其他科学家发表的研究表明，当静电放电在类似火星的富含二氧化碳的环境中与氯盐相互作用时，可以生成高氯酸盐和碳酸盐，还可以释放氯气作为气体。
但这项新研究首次试图量化这些化学产品中有多少是在沙尘暴事件期间实际产生的。
“反应速度很大，”王说。“重要的是，在短时间内中等强度静电放电过程中释放的氯处于百分比水平。这意味着在七小时的模拟静电放电实验中，每100个氯分子中至少有一个被分解，然后将其氯原子释放到大气中。
王说，类似但略低，碳酸盐和高氯酸盐的形成率处于亚百分比和每千人水平。
这些高产量使王和她的团队相信火星尘埃活动可能与火星任务最近揭示的三种全球现象有关。
她说，放电可能与火星表土中全球极高浓度的高氯酸盐和碳酸盐有关。从数量上讲，观测到的浓度范围的高端可以通过沙尘暴引起的放电在亚马逊时期的不到一半内积累，亚马逊时期是火星历史的最近时期，被认为始于大约3亿年前。此外，从氯化物中释放的氯原子的高产量可以解释在2018年和2019年沙尘季节在火星大气中观察到的高浓度氯化氢，当时假设1至10厘米厚的火星表面尘埃将被全球沙尘暴掀起。
“我们所知道的其他工艺都无法做到这一点，”王说，“尤其是在氯释放量如此之高的情况下。
