火星探測再取得關鍵收穫,NASA 毅力號火星車首次錄下火星大氣層放電劈啪聲,改變我們對火星氣象認知,首度以聲音證實火星大氣存在閃電現象。
毅力號火星車攜帶 7 種科學儀器和 23 個攝影鏡頭,執行科學任務期間除了巡視火星地表特徵,也配戴 2 個麥克風「監聽」火星動靜。
當 NASA 分析毅力號收集的錄音檔,發現它在 2 個塵捲風中心意外錄下特別強烈訊號,首次記錄電氣放電產生的獨特「劈啪」聲,確認火星狂野沙塵暴期間出現閃電——且不只 1 次,而是在 2 年內捕捉到 55 次。
閃電是一種大氣放電現象,可以把它簡單分成 3 個步驟理解:充電 → 放電 → 產生光電現象,首先粒子相互碰撞產生電荷,接著正電荷、負電荷分開累積,直到電位差大到臨界點開始放電,強大電場撕裂空氣形成一條「高溫電漿通道」,巨大電流瞬間沿通道流過加熱周圍空氣,發出極其明亮強光,就是我們看到的閃電;而空氣被瞬間加熱急劇膨脹產生巨大衝擊波,就形成我們聽到的雷聲。
閃電在地球上無處不在,通常與積雨雲有關,但濕潤並非誘發閃電必要條件,即使是乾燥矽酸鹽顆粒為絕緣體而非導體的沙塵暴,也能累積足夠電荷引發閃電,科學家便曾提出火星可能存在類似機制。
模型表明,若火星稀薄大氣發生放電現象,最可能出現在地表附近,在法國土魯斯大學行星科學家 Baptiste Chide 帶領下,一個科學團隊分析毅力號火星車 SuperCam 麥克風(能記錄聲音數據)收集的數據,首次在火星塵捲風事件找到 55 個放電跡象,其中 7 個完整紀錄獨特放電特徵。
雖然這些放電事件能量都很小,僅 0.1~150 奈焦耳,相比之下地球雲層對地閃電平均釋放 10 億焦耳能量,但火星存在閃電具其他含義,比如加速高氧化性化合物形成、破壞表面有機分子及許多大氣化合物,解釋火星甲烷為何以驚人速度消失。
天體生物學家也可能將火星閃電納入火星生命的誘發條件之一。
新論文發表在《自然》(Nature)期刊。
- Scientists capture the crackling sounds of what they believe is lightning on Mars
- NASA Recorded Lightning Crackling on Mars For The First Time
- Electric discharges detected on Mars for the first time
(首圖僅為示意圖,來源:AI 生成)






