火星，这颗曾被认为不具备大气放电条件的红色星球，如今被国际科学界揭开了一个隐藏已久的秘密——其表面及高空大气中存在稳定的放电现象。这一突破性发现由25国科学家组成的“火星大气与电离层联合探测团队”（MAIT）完成，相关研究论文发表于国际顶级期刊《自然・天文学》，彻底颠覆了人类对火星大气物理过程的传统认知。
自1976年美国“海盗号”探测器首次登陆火星以来，科学界普遍认为，火星因缺乏全球性磁场、大气密度仅为地球的1%，且主要成分为二氧化碳，难以形成类似地球的闪电或放电现象。然而，MAIT团队通过整合“火星快车号”（欧洲空间局）、“毅力号”（美国国家航空航天局）、“祝融号”（中国国家航天局）及“火星侦察轨道器”的跨平台数据，结合地面模拟实验，首次捕捉到了火星放电的直接证据。研究显示，火星放电现象主要集中于两个区域：海拔50至80公里的中层大气以“微弱持续放电”为主，电场强度峰值约1至3千伏/米，每3小时发生一次；而火星表面尘埃风暴期间，风暴中心及边缘区域则会出现“脉冲式放电”，电场强度可达10至15千伏/米，强风暴期间每小时可观测到3至5次。
这一发现源于全球行星科学领域前所未有的深度协同。MAIT团队成立于2022年，由美国、欧洲、中国等12个国家的航天机构牵头，联合58所科研机构的300名科学家参与，研究经费达1.2亿美元。团队的核心任务是整合分散的探测数据——此前，单一探测器因观测范围或仪器精度限制，曾多次记录到疑似放电信号，但均因缺乏交叉验证而未能确认。例如，2018年“火星快车号”在南半球观测到异常电场波动，被归因于太阳风与大气相互作用；2021年“毅力号”在杰泽罗陨石坑遭遇尘埃风暴时记录到电压峰值，被认为可能是火星车表面静电积累；2022年“祝融号”在乌托邦平原观测到类似信号，中国科学家提出“火星尘埃静电放电”假说，但缺乏高空数据支持。MAIT团队成立后，通过标准化处理12类原始数据（包括电场强度、粒子浓度、尘埃密度等），并利用AI算法建立多维度关联模型，最终从2018至2024年的1.2万条观测数据中，锁定了放电现象与尘埃风暴、大气环流的强相关性。
为验证理论，团队在法国图卢兹太空中心的“火星环境模拟舱”中重建了火星大气环境（95%二氧化碳、0.01巴气压、零下60摄氏度平均温度），并模拟了尘埃颗粒碰撞过程。实验表明，当直径1至10微米的模拟尘埃颗粒以每秒50米的速度碰撞时，静电积累达到8千伏/米时即会引发脉冲式放电，其信号特征与探测器观测数据完全匹配。参与实验的法国科学家皮埃尔・勒梅尔指出：“实验证明，火星的稀薄大气与尘埃活动足以支撑放电现象，无需依赖地球那样的磁场或浓密大气。”
该研究一经发表，立即引发全球科学界震动。《自然・天文学》主编罗伯特・范德胡芬评价，这一发现的重要性堪比1996年火星陨石中疑似微生物化石的发现，它不仅改写了火星科学的教科书，更提出了一系列新问题：放电现象如何影响火星气候演化？是否可能为生命起源提供能量？对未来火星探测任务的安全设计有何启示？
截至目前，已有18个国家的航天机构宣布启动应急研究计划：美国国家航空航天局将调整“毅力号”任务，增加对尘埃风暴区域的放电观测频率；欧洲空间局计划在2027年发射的“火星样本返回任务”中搭载专门探测仪器；中国国家航天局表示，“祝融号”将延长任务期，重点研究放电现象与地质环境的关联；俄罗斯航天集团则宣布，将在2030年发射的轨道器上搭载高分辨率电场探测仪，构建火星全球放电分布图。与此同时，麻省理工学院、中国科学院地质与地球物理研究所、剑桥大学等顶尖机构也纷纷成立专项研究组，从探测技术、生命起源、航天器防护等多角度展开攻关。
这一发现背后，是科学家对火星放电现象长达半个世纪的探索。早在20世纪70年代，美国“海盗号”探测器传回火星大气数据后，NASA科学家卡尔・萨根便提出“尘埃颗粒碰撞可能产生静电放电”的猜想，但因当时探测技术限制，这一理论长期停留在假设阶段。21世纪以来，随着探测器仪器精度提升（如“火星快车号”电场测量精度达0.1千伏/米）、观测窗口扩大（多探测器形成立体观测网络），以及AI算法与大数据分析技术的应用，分散的“碎片化数据”终于被拼凑成完整的证据链。2022年9月，火星南半球发生的一次强尘埃风暴成为关键转折点——“火星快车号”“毅力号”“祝融号”同时捕捉到“三重信号”：轨道器在中层大气观测到持续电场波动，火星车在地面记录到脉冲式放电，且环境参数（尘埃密度、温度骤降）与放电条件高度吻合。MAIT团队的中国科学家张剑锋表示：“这是首次在火星上观测到轨道器与火星车的信号联动，形成了完整的证据链。”
