Si les expériences effectuées dans de petites bouteilles dans un laboratoire de l'Université de l'Oregon sont exactes, il est peu probable que la friction des particules de poussière martiennes en collision génère de gros orages électriques ou menace les véhicules d'exploration nouvellement arrivés ou, finalement, visiteurs humains.

Depuis 50 ans, depuis que les atterrisseurs vikings et plus tard les orbiteurs ont détecté des limons, argiles, des formes de lit soufflées par le vent et des diables de poussière sur Mars, les scientifiques se sont inquiétés du potentiel de gros orages et de la question de savoir si l'électricité statique générée par les particules de roche principalement basaltiques de la planète pourrait endommager les véhicules ou les équipements de protection humaine.

Dans la revue Icare , une équipe de l'UO rapporte que la friction causée par les particules de poussière entrant en contact les unes avec les autres peut en effet produire des décharges électriques à la surface et dans l'atmosphère de la planète, mais toutes les étincelles résultantes sont susceptibles d'être petites.

De telles inquiétudes avaient refait surface à propos de la nouvelle mission Mars de la NASA, qui a réussi à placer le rover Perseverance et l'hélicoptère robotique Ingenuity sur la planète rouge le 18 février.

Dans le laboratoire du volcanologue Josef Dufek, les chercheurs ont utilisé un tube de verre vertical de taille comparable à une bouteille d'eau mesurant environ 4 pouces de diamètre et 8 pouces de longueur. À l'intérieur, ils ont fait tourbillonner des cendres volcaniques en remplacement de la poussière martienne dans une série d'expériences qui leur ont permis d'éviter les pièges qui avaient entravé les recherches antérieures.

Ils ont déterminé que les décharges électriques seraient probablement faibles, étant donné les faibles champs électriques, environ 20 mille volts par mètre, soutenu par l'atmosphère de Mars.

L'atmosphère terrestre, par comparaison, peut supporter des champs électriques atteignant 3 mégavolts par mètre, produisant des orages de foudre spectaculaires communs et parfois mortels dans le sud-est des États-Unis, a déclaré Joshua Méndez Harper, ingénieur de recherche au Centre de volcanologie de l'Oregon au Département des sciences de la Terre.

"Nos expériences, et ceux des autres avant nous, suggèrent que sur Mars, il est facile d'obtenir des étincelles lorsque vous agitez du sable ou de la poussière, " a déclaré Méndez Harper. " Cependant, ça peut être difficile, même dans les grandes tempêtes de poussière ou dans les diables de poussière, pour obtenir des décharges très importantes ou des éclairs conventionnels parce que l'atmosphère martienne est mauvaise pour stocker la charge."

De tels processus de friction sont vécus sur Terre de manière beaucoup plus simple - en touchant une poignée de porte après que les chaussettes aient glissé sur un tapis ou en collant un ballon sur une fenêtre après l'avoir frotté sur des cheveux humains.

Diables de poussière martiens, Méndez Harper a dit, peut sembler scintiller, crépitent ou brillent faiblement dans des conditions sombres alors qu'ils roulent à travers le paysage desséché de Mars. Cependant, les décharges peuvent être si faibles qu'elles ne peuvent être détectées qu'à l'aide des ondes radio qu'elles émettent à courte distance.

Les expériences précédentes n'avaient pas été concluantes car les particules tourbillonnaient d'une manière qui les mettait en contact avec les parois des enceintes d'essai. Certaines expériences ont utilisé des particules de matériaux introuvables sur Mars. De tels contacts peuvent avoir produit une charge non caractéristique d'une tempête de poussière martienne.

Méndez Harper, Dufek et George McDonald, chercheur postdoctoral à l'Université Rutgers, contourné la limitation d'exposition murale en utilisant le tube de verre. Ils ont créé une charge de friction en heurtant des particules de cendres basaltiques de l'éruption volcanique Xitle au Mexique vers 2, il y a 000 ans.

Des collisions dans les tubes scellés se sont produites à des vitesses attendues dans une légère brise martienne, avec des particules éloignées des parois extérieures et sous pression, pression atmosphérique de 8 millibars de dioxyde de carbone, semblable à celui de la surface martienne.

La roche volcanique utilisée dans le projet est similaire au basalte martien, tel que détecté par les rovers dans les missions Pathfinder et Mars Exploration Rover et les analogues de poussière développés par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

A titre de comparaison, les chercheurs ont également permis aux particules d'entrer en contact avec des surfaces étrangères aux conditions prévues sur Mars. Cela a créé des étincelles mais avec une polarité différente de celle des nouvelles expériences.

"Nous étions intéressés à poursuivre ce travail en raison du nombre de nouvelles missions vers Mars et du potentiel d'observations contraignantes, " dit Dufek, la chaire Gwen et Charles Lillis de l'UO et directeur du Centre de volcanologie de l'Oregon.

« La quantification du comportement de charge et de décharge a une incidence sur le transport des poussières dans l'atmosphère et a longtemps été étudiée en relation avec la modulation des réactions chimiques, y compris la synthèse de composés organiques, " il a dit.

La faible énergie de décharge sur Mars indiquée par les nouvelles expériences signifie que ces effets sont peu susceptibles d'avoir un impact sur les opérations mécaniques, dit Dufek.

Néanmoins, le cratère Jezero semble connaître régulièrement des tempêtes de poussière en automne et en hiver. Cette, McDonald a dit, peut fournir des opportunités d'observations rudimentaires de phénomènes électrostatiques par le rover nouvellement déployé.

L'un des objectifs de sa mission est d'évaluer les conditions environnementales passées. Les preuves d'une atmosphère plus substantielle dans le passé auraient une incidence sur l'environnement électrique de la planète et sur son évolution au fil du temps.

"Le gros point à retenir de cette étude est que Mars peut être un endroit électriquement actif, bien que d'une manière tout à fait différente de la Terre, " a déclaré Dufek. " Le fait que la poussière de Mars analogique se charge facilement jusqu'au point de décharge même lorsque les grains ne se sont pas frottés contre d'autres surfaces suggère que les futurs colons peuvent trouver un monde modifié par l'électricité statique de manière subtile. "