Облако длиной 1600 км на Марсе объяснили экзотической физикой

На Марсе почти каждое утро в течение весны и лета появляется облако длиной 1600 километров, которое через несколько часов полностью исчезает. Новое моделирование показало, что этот феномен объясняется процессом, который раньше считался чисто теоретическим и никогда не наблюдался в атмосферах планет.

Облако, названное Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC), возникает над потухшим вулканом Арсия Монс высотой 20 километров в регионе Тарсис, к югу от экватора Марса. Его впервые заметили в 2018 году с помощью орбитального аппарата Mars Express Европейского космического агентства. Облако может растягиваться до 1800 километров в длину — это примерно одна двенадцатая окружности Марса, или вдвое больше длины Великобритании.

Учёные долго не могли объяснить, как водяной пар образует такое огромное облако, ведь атмосфера Марса почти лишена водяного пара. В исследовании, опубликованном 7 октября в журнале Nature Geoscience, команда под руководством Хорхе Эрнандеса-Берналя из Университета Страны Басков использовала данные Mars Express для создания симуляций. Сначала модели не работали, но когда исследователи отказались от традиционных метеорологических принципов, облако появилось в симуляции.

На Земле облака формируются через гетерогенную нуклеацию: влажный воздух конденсируется в ледяные кристаллы вокруг частиц пыли, соли или пыльцы. На Марсе, по данным моделирования, водяной пар превращается в ледяные частицы напрямую, без промежуточных частиц — этот процесс называется гомогенной нуклеацией. Эрнандес-Берналь сравнил это с появлением капель конденсата посреди комнаты, а не на окне.

Ключевую роль играет резкое охлаждение воздуха. Когда ветер поднимается по склонам Арсия Монс, который более чем вдвое выше Эвереста, температура воздуха может упасть на 30 градусов Цельсия всего за 10 минут. Это увеличивает влажность и позволяет гомогенной нуклеации произойти. Часть воды поступает из атмосферы, часть — с вершины вулкана, покрытой толстым слоем инея.

Проектный учёный Mars Express Колин Уилсон, не участвовавший в исследовании, отметил, что воспроизведение AMEC в модели — большой успех. По его словам, это напоминает, что погодные системы на других планетах не ведут себя так же, как на Земле, что важно для изучения экзопланет и поиска внеземной жизни.