作為地球的鄰近行星，火星始終是人類關(guān)注與探索的對(duì)象。除了「火星是否存在生命」這一重要問(wèn)題外，火星的天氣系統(tǒng)也備受關(guān)注——例如，火星上是否也會(huì)出現(xiàn)閃電？今天的專欄就和大家一探究竟。

除地球之外，我們已知其他一些行星也存在閃電現(xiàn)象：例如，太空探測(cè)器「旅行者1號(hào)」早在1979年就觀測(cè)到木星上的閃電。此外，土星上的閃電也已被測(cè)量到，且現(xiàn)有證據(jù)表明天王星與海王星上同樣會(huì)發(fā)生閃電。那麼，火星上的情況又如何呢？

在地球上，閃電通常源於風(fēng)暴雲(yún)中冰晶、塵埃等微粒在運(yùn)動(dòng)與摩擦過(guò)程中積累足夠的電荷，直至電荷無(wú)法繼續(xù)維持而釋放，從而形成閃電。這一過(guò)程類似於我們摩擦氣球表面產(chǎn)生靜電的原理。

大氣稀薄 閃電如靜電

早在1970年代「維京號(hào)」探測(cè)器造訪火星時(shí)，科學(xué)家就已探討閃電可能通過(guò)類似過(guò)程在火星上發(fā)生。然而，由於火星大氣層較為稀薄，推測(cè)閃電僅可能在靠近地表、氣壓較高的區(qū)域出現(xiàn)。

此外，受大氣厚度差異的影響，地球上的閃電可長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里、威力巨大；而火星上的閃電可能僅有數(shù)毫米長(zhǎng)，強(qiáng)度更接近於日常生活中遇到的靜電現(xiàn)象。

除了肉眼可見(jiàn)的光亮，地球上的閃電還會(huì)釋放X射線、微波、無(wú)線電波等電磁輻射，我們推斷火星閃電也應(yīng)具有類似特徵。2006年，曾有研究懷疑地面射電望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到了來(lái)自火星閃電的微波信號(hào)。為驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家利用環(huán)繞火星運(yùn)行的「火星快車號(hào)」探測(cè)器，嘗試以其搭載的雷達(dá)監(jiān)測(cè)火星閃電。然而，在隨後五年的觀測(cè)中，並未獲得確證火星閃電的無(wú)線電信號(hào)。

2021年登陸火星的「毅力號(hào)」探測(cè)器，為該課題提供了直接觀測(cè)的機(jī)會(huì)。儘管「毅力號(hào)」並非專為探測(cè)閃電而設(shè)計(jì)，但其搭載的麥克風(fēng)會(huì)定期錄製環(huán)境聲音，因而有可能意外記錄下閃電的聲音。研究人員對(duì)相關(guān)錄音進(jìn)行分析後，識(shí)別出五十五段與閃電相似的聲音。

為進(jìn)一步確認(rèn)，研究人員從中篩選出七段特別記錄，這些片段不僅含有類似閃電的聲音，還包含了閃電其他電磁輻射干擾麥克風(fēng)時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)。值得注意的是，這七段聲音大多出現(xiàn)在大風(fēng)或沙塵天氣期間。多項(xiàng)證據(jù)使研究人員確信，火星上確實(shí)存在閃電。

眾所周知，通過(guò)閃電與雷聲之間的時(shí)間差，可以推算閃電發(fā)生地與觀測(cè)者之間的距離。在此次火星研究中，研究人員同樣利用「錄到的閃電聲音」與「麥克風(fēng)受電磁干擾的信號(hào)」進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)這些火星閃電距離「毅力號(hào)」麥克風(fēng)僅數(shù)厘米。

當(dāng)然，該麥克風(fēng)探測(cè)能力有限，最遠(yuǎn)僅能偵測(cè)到幾米範(fàn)圍內(nèi)的聲音。

●杜子航 教育工作者

早年學(xué)習(xí)理工科目，一直致力推動(dòng)科學(xué)教育與科普工作，近年開(kāi)始關(guān)注電腦發(fā)展對(duì)社會(huì)的影響。