【科學講堂】「毅力號」意外發現 火星也有「電閃雷鳴」

作為地球的鄰近行星，火星始終是人類關注與探索的對象。除了「火星是否存在生命」這一重要問題外，火星的天氣系統也備受關注——例如，火星上是否也會出現閃電？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象：例如，太空探測器「旅行者1號」早在1979年就觀測到木星上的閃電。此外，土星上的閃電也已被測量到，且現有證據表明天王星與海王星上同樣會發生閃電。那麼，火星上的情況又如何呢？

在地球上，閃電通常源於風暴雲中冰晶、塵埃等微粒在運動與摩擦過程中積累足夠的電荷，直至電荷無法繼續維持而釋放，從而形成閃電。這一過程類似於我們摩擦氣球表面產生靜電的原理。

大氣稀薄 閃電如靜電

早在1970年代「維京號」探測器造訪火星時，科學家就已探討閃電可能通過類似過程在火星上發生。然而，由於火星大氣層較為稀薄，推測閃電僅可能在靠近地表、氣壓較高的區域出現。

此外，受大氣厚度差異的影響，地球上的閃電可長達數公里、威力巨大；而火星上的閃電可能僅有數毫米長，強度更接近於日常生活中遇到的靜電現象。

除了肉眼可見的光亮，地球上的閃電還會釋放X射線、微波、無線電波等電磁輻射，我們推斷火星閃電也應具有類似特徵。2006年，曾有研究懷疑地面射電望遠鏡探測到了來自火星閃電的微波信號。為驗證這一發現，科學家利用環繞火星運行的「火星快車號」探測器，嘗試以其搭載的雷達監測火星閃電。然而，在隨後五年的觀測中，並未獲得確證火星閃電的無線電信號。

2021年登陸火星的「毅力號」探測器，為該課題提供了直接觀測的機會。儘管「毅力號」並非專為探測閃電而設計，但其搭載的麥克風會定期錄製環境聲音，因而有可能意外記錄下閃電的聲音。研究人員對相關錄音進行分析後，識別出五十五段與閃電相似的聲音。

為進一步確認，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時產生的信號。值得注意的是，這七段聲音大多出現在大風或沙塵天氣期間。多項證據使研究人員確信，火星上確實存在閃電。

眾所周知，通過閃電與雷聲之間的時間差，可以推算閃電發生地與觀測者之間的距離。在此次火星研究中，研究人員同樣利用「錄到的閃電聲音」與「麥克風受電磁干擾的信號」進行計算，發現這些火星閃電距離「毅力號」麥克風僅數厘米。

當然，該麥克風探測能力有限，最遠僅能偵測到幾米範圍內的聲音。

●杜子航 教育工作者

早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。