Se gli esperimenti fatti in piccole bottiglie in un laboratorio dell'Università dell'Oregon sono accurati, è improbabile che l'attrito delle particelle di polvere marziana in collisione generi grandi tempeste elettriche o minacci i veicoli di esplorazione appena arrivati ​​o, infine, visitatori umani.

Per 50 anni da quando i lander Viking e i successivi orbiter hanno rilevato limi, argille, forme del letto portate dal vento e diavoli di polvere su Marte, gli scienziati si sono preoccupati del potenziale per grandi tempeste di fulmini e se l'elettricità statica generata dalle particelle di roccia prevalentemente basaltica del pianeta potrebbe danneggiare i veicoli o l'equipaggiamento protettivo umano.

Nel diario Icaro , un team di UO riferisce che l'attrito causato dalle particelle di polvere che entrano in contatto tra loro può effettivamente produrre scariche elettriche in superficie e nell'atmosfera del pianeta, ma è probabile che le scintille risultanti siano piccole.

Tali preoccupazioni erano riemerse in relazione alla nuova missione della NASA su Marte, che ha portato con successo il rover Perseverance e l'elicottero robotico Ingenuity sul pianeta rosso il 18 febbraio.

Nel laboratorio del vulcanologo Josef Dufek, i ricercatori hanno utilizzato un tubo di vetro verticale di dimensioni paragonabili a una bottiglia d'acqua che misura circa 4 pollici di diametro e 8 pollici di lunghezza. Dentro, hanno fatto roteare la cenere vulcanica come sostituto della polvere marziana in una serie di esperimenti che hanno permesso loro di evitare le insidie ​​che avevano ostacolato la ricerca precedente.

Hanno determinato che le scariche elettriche sarebbero probabilmente piccole, dati i deboli campi elettrici, circa 20 mila volt al metro, supportato dall'atmosfera di Marte.

l'atmosfera terrestre, a confronto, può resistere a campi elettrici che raggiungono i 3 megavolt per metro, producendo spettacolari tempeste di fulmini comuni e talvolta mortali nel sud-est degli Stati Uniti, disse Joshua Méndez Harper, un ingegnere di ricerca presso l'Oregon Center for Volcanology nel Dipartimento di Scienze della Terra.

"I nostri esperimenti, e quelli di altri prima di noi, suggeriscono che su Marte è facile ottenere scintille quando si agita sabbia o polvere, "Méndez Harper ha detto. "Tuttavia, può essere difficile, anche in grandi tempeste di polvere o all'interno di diavoli di polvere, per ottenere scariche molto grandi o fulmini convenzionali perché l'atmosfera marziana è cattiva nell'immagazzinare la carica."

Tali processi di attrito vengono sperimentati sulla Terra in modi molto più semplici:toccando la maniglia di una porta dopo che i calzini scivolano sul tappeto o attaccando un palloncino a una finestra dopo averlo strofinato sui capelli umani.

Diavoli di polvere marziani, Mendez Harper ha detto, può sembrare scintillare, crepitano o brillano debolmente in condizioni di oscurità mentre attraversano il paesaggio disseccato di Marte. Però, le scariche possono essere così piccole da poter essere rilevate solo utilizzando le onde radio che emettono a distanza ravvicinata.

Gli esperimenti precedenti erano stati inconcludenti perché le particelle venivano fatte ruotare in un modo che le metteva in contatto con le pareti dei contenitori di prova. Alcuni esperimenti hanno utilizzato particelle di materiali non trovati su Marte. Tali contatti potrebbero aver prodotto una carica non caratteristica di una tempesta di polvere marziana.

Mendez Harper, Dufek e George McDonald, un ricercatore post-dottorato presso la Rutgers University, aggirato il limite di esposizione della parete utilizzando il tubo di vetro. Hanno creato una carica di attrito facendo scontrare particelle di cenere basaltica dall'eruzione vulcanica Xitle in Messico circa 2, 000 anni fa.

Le collisioni nei tubi sigillati si sono verificate alle velocità previste in una leggera brezza marziana, con particelle lontane dalle pareti esterne e in un ambiente pressurizzato, pressione atmosferica di 8 millibar di anidride carbonica, simile a quello sulla superficie marziana.

La roccia vulcanica utilizzata nel progetto è simile al basalto marziano, come rilevato dai rover nelle missioni Pathfinder e Mars Exploration Rover e dagli analoghi della polvere sviluppati dal Jet Propulsion Laboratory della NASA.

A titolo di confronto, i ricercatori hanno anche permesso alle particelle di entrare in contatto con superfici estranee alle condizioni previste su Marte. Ciò ha creato scintille ma con una polarità diversa rispetto ai nuovi esperimenti.

"Eravamo interessati a proseguire questo lavoro a causa del numero di nuove missioni su Marte e del potenziale di osservazioni vincolanti, " disse Dufek, la cattedra Gwen e Charles Lillis dell'UO e direttore dell'Oregon Center for Volcanology.

"La quantificazione del comportamento di carica e scarica ha un impatto sul trasporto delle polveri nell'atmosfera ed è stata a lungo studiata in relazione alla modulazione delle reazioni chimiche, compresa la sintesi di composti organici, " Egli ha detto.

La bassa energia di scarica su Marte, come indicato dai nuovi esperimenti, significa che è improbabile che questi effetti abbiano un impatto sulle operazioni meccaniche, disse Dufek.

Tuttavia, il cratere Jezero sembra subire regolarmente tempeste di polvere in autunno e in inverno. Quella, McDonald ha detto, possono fornire opportunità per osservazioni rudimentali di fenomeni elettrostatici da parte del rover appena schierato.

Uno degli obiettivi della sua missione è valutare le condizioni ambientali passate. Le prove di un'atmosfera più consistente in passato avrebbero avuto un impatto sull'ambiente elettrico del pianeta e su come è cambiato nel tempo.

"Il grande vantaggio di questo studio è che Marte potrebbe essere un luogo elettricamente attivo, sebbene in modi molto diversi dalla Terra, " Ha detto Dufek. "Il fatto che la polvere analogica di Marte si carichi prontamente fino al punto di scarica anche quando i grani non sfregano contro altre superfici suggerisce che i futuri coloni potrebbero trovare un mondo modificato dall'elettricità statica in modi sottili".