【中国观察北京时间2025年12月15日讯】火星，这颗红色的邻居行星，长久以来以其荒凉的景观和神秘的气候吸引着人类的目光。直到2021年，借助NASA“毅力号”（Perseverance）探测器携带的SuperCam麦克风，人类才第一次真正“听到”火星的声音。这些录音不仅仅是新奇的音频片段，还是宝贵的科学数据，帮助我们解开火星气候的谜团。
火星的大气层远比地球稀薄，只有地球大气压的1%左右，主要由二氧化碳组成。这使得声音在火星上的传播方式与地球大不相同。声音在火星大气中传播速度更慢，大约每秒240米（相比地球的340米），而且高频声音更容易传播，而低频声音则迅速衰减。这就好比在火星上听音乐，低音贝斯会几乎消失，只剩下尖锐的高音。
最近，“毅力号”捕捉到火星上电气放电的声音，在人类听来，就是类似于“噼啪”或“啪嗒”的声音。2025年的一项研究分析了超过28小时的SuperCam音频，发现了55个独特的摩擦电放电事件。
这些不是地球式的雷暴闪电，而是由干燥尘埃颗粒摩擦产生的静电火花——类似于地球沙漠中的沙尘充电。 这些放电主要与尘卷风和局部尘暴相关联。当尘埃颗粒在涡旋中碰撞时，它们通过摩擦电效应（triboelectric effect）积累电荷，导致小型放电。录音捕捉到放电的三个阶段：初始峰值（电子干扰）、衰减，以及通过空气传播的实际声音。
这项发现证实了长期的假设：火星大气中存在电气活动，但它是干燥、尘埃驱动的，而不是水基的。
从气候角度看，这些电气放电有深远影响。首先，它们可能形成反馈循环：静电力帮助抬升更多尘埃，加剧风暴强度和持续时间。其次，放电驱动化学反应，如产生过氧化氢等氧化剂。这些氧化剂使火星表面高度氧化，迅速降解有机分子，这解释了为什么我们难以找到生命迹象。
而在此之前的2021年2月，毅力号登陆火星后不久，它就录下了火星风的轻柔吹拂声。这些录音显示，声音的速度变化可以用来测量大气温度和风速。例如，通过分析录音中的声音传播，科学家发现火星大气中不同频率的声音传播速度差异可达每秒10米，这直接反映了大气中的温度波动。
这种测量方法类似于地球上的声学温度计，但应用于火星，帮助我们实时监测近地表温度变化——火星白天可达20°C，夜晚骤降至-90°C。这种剧烈的温度梯度驱动了火星气候的核心特征：风和尘暴。
风与尘卷风：火星气候的动态引擎火星的风是行星气候的驱动力，而“毅力号”的麦克风让我们能直接“听到”它们。探测器录下了风的呼啸、尘埃颗粒的碰撞，以及尘卷风（dust devils）的旋转声。这些尘卷风是火星常见的现象，像小型龙卷风一样卷起尘埃，高达数百米。2022年，“毅力号”首次录下了一个尘卷风直接经过的声音，包括颗粒碰撞的沙沙声和风的涡旋嗡鸣。
这些声音揭示了火星气候的局部动态。尘卷风不是随机发生的；它们由表面加热引起，当阳光加热地面时，热空气上升，形成涡旋。这与地球沙漠中的类似现象相似，但火星的低重力和薄大气让它们更频繁且持久。通过分析录音中的湍流强度，科学家推断出风速和尘埃抬升的机制。例如，录音显示尘卷风前沿带来剧烈的压力和温度波动，推动尘埃从表面升起。
这有助于解释火星全球尘暴的形成：局部尘卷风可能演变为大规模风暴，遮天蔽日，持续数月，改变整个行星的温度分布。
此外，这些声音还捕捉到“迷你音爆”——尘埃颗粒高速碰撞产生的冲击波。这不仅描绘了尘卷风的暴力性，还暗示了火星气候的季节性模式。在火星的尘季（通常在南方夏季），全球尘埃水平升高，但有趣的是，录音显示电气活动并未随之增加。这表明火星气候更多受局部湍流驱动，而不是单纯的尘埃浓度。
通过“毅力号”的录音，我们不仅仅听到了火星的声音，还窥见了其气候的复杂性。这些数据提升了我们对火星大气模型的精度，帮助预测尘暴、温度变化和化学过程。对于未来的机器人和人类探索，这至关重要：电气放电可能干扰设备，甚至解释了1971年苏联“火星3号”着陆器在尘暴中神秘故障的原因。
总之，火星的声音是我们通往理解其气候的窗口。从风的低吟到电气火花的裂响，这些录音揭示了一个动态、尘埃主导的世界。随着更多数据积累，我们或许能更好地准备人类踏上红行星的那一天。