Wie stark ist die elektrische Ladungskapazität von Marsstaubstürmen?

In meiner Antwort auf Wie würde es sich anfühlen, in einem Marsstaubsturm zu sein? Ich behaupte, dass Staubstürme auf dem Mars am besten vermieden werden würden, und als einen der Gründe (neben dem Transport korrosiver Chemikalien wie Perchloratsalze , Wasserstoffperoxid, winzigen und scharfen Staubpartikeln, die stark ablativ sind, verringerter Sichtbarkeit usw.) erwähne ich auch die triboelektrische Ladung Solche Staubstürme könnten auf der Oberfläche des Anzugs entstehen und möglicherweise zu einer katastrophalen Entladung führen, die den Stoff des Anzugs zerreißt.

Aber es gibt noch eine andere mögliche Sorge, die ich ebenfalls erwähne, und das sind Blitze auf dem Mars . Dass wir sie 2009 direkt entdeckt haben, ist für mich nicht wirklich überraschend, da der Regolith des Mars mit Rost, Eisenoxiden, bedeckt ist, die ihm seine rötliche Oberflächentönung verleihen, für die der Planet berühmt ist. Dies brachte mich jedoch zum Nachdenken, dass, wenn Staubstürme auf dem Mars ein ausreichendes elektrisches Potenzial haben, dass ihre Triboelektrizität als führender Kandidat für die Erzeugung von Wasserstoffperoxid auf dem Mars vorgeschlagen wurde, der erstmals 2003 entdeckt wurde, solche Blitze nicht selten und weit auseinander liegen können, und insgesamt Die elektrische Ladungskapazität dieser Staubstürme muss trotz ihrer relativ geringen kinetischen Stärke ziemlich beeindruckend sein.

Was mich zu meiner Frage bringt. Angenommen, die Frage nach elektrischen Entladungsereignissen maximaler Stärke (sprich: Blitze) wäre ziemlich leichtsinnig, wenn wir kaum welche entdecken würden (nicht allzu überraschend angesichts der eingeschränkten Sicht). Vielleicht wäre es fruchtbarer, nach ihrer durchschnittlichen Ladungskapazität zu fragen, die sie tragen;

Hat irgendein Orbiter die Kapazität von Staubstürmen auf dem Mars gemessen, oder kann ihre Stärke vielleicht indirekt festgestellt werden, indem ihre Wirkung auf die Atmosphärenchemie gemessen wird, z. B. lokale Änderungen in der Menge an atmosphärischem Wasserstoffperoxid vor, während und nach dem Sturm?

Es gibt andere Möglichkeiten, dies festzustellen, einschließlich Labortests an simuliertem Mars-Regolith in einer Mars-analogen Atmosphärendruckumgebung oder sogar Computermodellen, daher möchte ich die Antworten nicht auf eine Handvoll Optionen beschränken, die ich erwähnt habe, um dies festzustellen. Jeder zusätzliche Einblick ist willkommen, aber geben Sie bitte Referenzen in Ihren Antworten an.

Bei all dem Eisenoxid, das herumliegt, hätte sicherlich jeder Blitz schon einen sicheren Weg zum Boden ... ?
@Everyone Nicht unbedingt, die obere Eisenoxidschicht ist ziemlich dünn, wie viele Rover zeigen, die ihre Oberfläche durchstreifen, so dass diese Staubstürme diese obere Schicht wahrscheinlich in die Luft heben würden, was die Triboelektrizität des Sturms erhöht und gleichzeitig die Bodenleitfähigkeit verringert. Außerdem kommt es zwischen zwei leitfähigen Platten nicht zu sichtbaren Blitzen, es sei denn, eine trägt eine ziemlich starke Ladung und die Leitfähigkeit der anderen ist gering (oder ihr Abstand nimmt zu, aber das ist hier nicht der Fall). Es gibt also eine Kapazität. ;)
Würde die Eisenoxidschicht nicht kontinuierlich steigen/sinken, wenn sich der Sturm bewegt ... so wie sich Wärme in einem Konvektionszyklus bewegt?
@Everyone Das ist negativ (kein Wortspiel!). :) Es würde einen direkten Kontakt geben, aber aufgrund der unebenen Oberflächentopologie wäre die untere Schicht des Sturms weniger dicht an Staubpartikeln als etwas darüber. Die Schicht zwischen ihnen erhöht auch den Luftdruck mit der Geschwindigkeit der darüber liegenden Partikel, wodurch ein Oberflächenluftpolster entsteht. Das verhindert im Wesentlichen, dass die Köpfe Ihrer Festplatte die Oberfläche der Festplatte in Ihrem Computer zerkratzen (vorausgesetzt, Sie haben noch nicht auf SSD umgestellt).

Antworten (1)

Als Mars-Staubteufel-Typ kann ich sagen, dass der allgegenwärtige Staub generell NICHT als scharfkantig gilt. Fast alles davon ist eines von mehreren Tonmineralien. Da es kein offenes Wasser gibt und der Staub über viele Jahrtausende kontinuierlich recycelt wurde (erodiert, transportiert, abgelagert, erneut erodiert usw.), ist dieser Staub gleichmäßig fein (2-4 μ m), "weiche" (= Ton, vielleicht hydrophil) und abgerundete Platten (Ton ist plattig). Es kann tatsächlich feindliche chemische Komponenten enthalten, aber der Staub selbst ist feiner Ton.

Die elektrische Umgebung der Marsoberfläche wurde von Wm (Bill) Farrell von NASA Goddard ausführlich erforscht † . Seine Arbeit wird Ihre Interessen in hohem Maße berücksichtigen ‡ . Ich denke, ich fasse es richtig zusammen, wenn ich sage, dass er das Gefühl hatte, Staubteufel würden sowohl Tonstaub als auch Quarzsand anheben und sie zusammenschlagen, um triboelektrische Ladungen zu erzeugen (+ auf dem Sand, der in der Nähe der Basis bleibt, und - auf dem getragenen Ton oben). Wenn diese 2 geladenen Materialien vertikal in der Staubteufelsäule getrennt werden, erzeugt sie ein Dipolfeld. Wenn diese Ladungen die Durchbruchsspannungsschwelle für die Marsatmosphäre erreichen, postulierte er, dass sich "Kugelblitze" (St. Elmo's Fire) bilden könnten. Außerdem war er der Meinung, dass ein geeigneter UV-Filter es Lander-Kameras ermöglichen könnte, dieses schwache Leuchten während der Tagesaktivität von Staubteufelsäulen zu sehen.

Wie diese Ladungen, Felder und Entladungen die oberflächennahe Chemie beeinflussen, entzieht sich meiner Kenntnis.

† WM Farrell ML Kaiser MD Desch JG Houser SA Cummer DM Wilt GA Landis, Detecting Electrical Activity from Martian Dust Storms, 1999, JGR Planets, V104, E2, S. 3795-3801.

‡ W. Farrell, NASA Goddard, ausgewählte Arbeiten

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