沙尘暴在火星上是一种严重的危险。虽然较小的风暴和尘暴经常发生，但较大的风暴和尘暴每年都会发生(在南半球的夏季)，可以覆盖大陆大小的区域数周。每3个火星年(大约5个半地球年)一次，风暴可以变得足够大，包围整个星球，持续长达两个月。这些风暴在塑造火星表面的动态过程中发挥着重要作用，有时从地球上可以看到(比如2018年结束机遇号探测器任务的风暴)。

　　当火星风暴变得特别强烈时，尘埃颗粒之间的摩擦使它们带电，通过静电传递正电荷和负电荷。根据圣路易斯华盛顿大学行星科学家阿利安·王领导的研究，这种电作用力可能是火星氯循环的主要驱动力。根据他们的分析，王和她的同事们认为，这个过程可以解释机器人任务在火星土壤中检测到的丰富的高氯酸盐和其他化学物质。

　　王博士领导了一个来自德克萨斯理工大学、特拉华大学、麦克唐奈空间科学中心(MCSS)和牛津大学的国际研究团队。这篇描述他们发现的论文最近发表在《地球物理研究快报》上。在这篇文章中，王和她的同事们展示了沙尘暴引起的放电如何分解氯盐，并产生大气中的氯和其他表面上发现的化合物(氯酸盐)。高氯酸盐和碳酸盐)。

　　美国宇航局“火星勘测”号获得的火星尘暴特写图像

　　2007年11月7日。来源:美国国家航空航天局/姓名

　　在火星上，氯被认为是五种“移动元素”之一，其他四种是氢、氧、碳和硫。就像地球的水循环(或土卫六的甲烷循环)一样，这意味着氯以不同的形式在火星表面和大气之间转移。它以气态形式存在于大气中，而氯化物沉积物则在其表面被发现。这些矿床与地球上发现的盐田类似，比如犹他州的博内维尔盐田、纳米比亚的埃托沙盐田和玻利维亚的乌尤尼盐田(世界上最大的盐田)。

　　与地球类似，这些氯化物沉积物很可能是存在于火星表面的咸水块的干燥残留物。理论上，它们是由亚马逊时期地表和大气之间的相互作用形成的。这个地质时代一直延续到今天，被认为始于西洋纪末期(约30亿年前)，当时火星仍在从温暖湿润的环境过渡到我们今天看到的环境(极度寒冷和干燥)。

　　由于地表和大气之间不再有交换，科学家们想知道大气中的氯和氯化物沉积物是如何联系在一起的。在他们的新研究中，王(MCSS的教员)和她的同事们证明了沙尘暴引起的放电是地表和空气之间氯交换的一种有效方式。尘暴可能是火星上反应性化学物质的来源，这种可能性是在20世纪70年代海盗1号和2号探测器登陆火星时首次提出的。

　　然而，由于欧洲航天局的斯基亚帕雷利着陆器(将研究这一现象)于2016年在月球表面坠毁，尘埃活动的化学影响很难研究。因此，科学家们不得不坚持气候建模和实验研究，包括王和其他行星科学家近年来所做的研究。这些实验表明，在富含二氧化碳的环境(如火星大气)中，当静电放电与氯盐相互作用时，氯气就会被释放出来，高氯酸盐和碳酸盐就会生成。

　　马amazo的火星尘暴

　　2012年3月14日，美国宇航局火星探测器拍摄到的尼斯平原地区

　　nnaissance飞行器。来源:美国国家航空航天局/姓名

　　然而，这项最新的研究是行星科学家第一次试图量化在火星沙尘暴期间产生了多少这些化学物质。这是通过在华盛顿大学的行星环境与分析室(PEACh)进行的一系列实验来完成的，在那里，研究小组在类似火星的条件下对各种常见的氯化物矿物盐进行放电。正如王在华盛顿大学的新闻发布会上所指出的那样，研究结果证实了他们的理论:

　　在7个小时的模拟静电放电实验中，他们发现100个氯分子中至少有一个分解并释放出一个氯原子。此外，放电也导致火星表土中高氯酸盐和碳酸盐化合物的全球浓度非常高——尽管形成率略低(低于千分之一)。实验还表明，观测到的浓度范围可以累积在亚马逊时期的一半之内。

　　从美国宇航局的机遇号火星车的角度模拟火星天空变暗的视图，右侧模拟机遇号在2018年6月全球沙尘暴中的视图。来源:美国国家航空航天局/姓名/ TAMU

　　最后，高产可以解释2018年和2019年沙尘暴期间观测到的高浓度氯化氢的大气浓度。这项新研究的合著者、开放大学的研究员凯文·奥尔森说:

　　从这项研究中得到的另一个有趣的收获是，研究小组如何从理论上解释火星上的静电放电可能是什么样子。根据王的说法，这种放电看起来不会像闪电一样(就像地球上的情况一样)。相反，她说，由于火星的大气层很薄，它更类似于发光。她说:“这可能有点像地球极地地区的极光，高能电子与稀薄的大气物质相撞。”

　　迄今为止，在火星上执行任务的机器人，无论是着陆器、漫游者还是轨道飞行器，都没有在沙尘暴期间目睹过放电。这些发光可能会被高浓度的尘埃遮蔽，从轨道上看不见。与此同时，依靠太阳能的地面任务在暴风雨中被迫暂停作业以保留电力(就像在最近的风暴季节，匠心直升机就是这样)。但也许核动力探测器“好奇号”或“毅力号”可以在任务完成前偷拍到这一现象。

　　否则，我们可能不得不等待载人任务才能看到这些“极光”之一，这可能会导致马克·whatney那样的情况!

　　进一步阅读:圣路易斯华盛顿大学，地球物理研究快报