Uudet mallinnukset viittaavat ainutlaatuiseen jäänmuodostuksen pilvifysiikkaan Marsissa

Kuva: Ars Technica · Lähde

Tutkijat mallinsivat mystisen 1 000 mailin pituisen pilven Marsissa ja paljastivat harvinaisen ilmakehän fysiikan ilmiön, jota ei ole aiemmin havaittu luonnossa, jossa jää muodostuu suoraan ilman hiukkasia.

Joka kevät ja kesäaamu Marsissa, Arsia Mons -tulivuoren läheisyydessä, muodostuu ainutlaatuinen pitkä ja ohut pilvi, joka ulottuu yli 1 000 mailia ennen kuin häviää. Tätä pilveä, nimeltään Arsia Mons -pitkä pilvi (AMEC), tutkijat ovat ihmetelleet sen löytämisestä lähtien vuonna 2018, sen epätavallisen koon ja pysyvyyden vuoksi. Äskettäin planeettatieteilijä Jorge Hernández-Bernal Sorbonnen yliopistosta johti tutkimusta, joka onnistui simuloimaan pilven muodostumisen, ja paljasti, että se syntyy harvinaisesta fysikaalisesta prosessista, jota ei ole aiemmin havaittu minkään planeetan ilmakehässä.

Toisin kuin Maan pilvet, jotka tavallisesti muodostuvat, kun vesihöyry tiivistyy pöly- tai suolahiukkasten pinnalle, AMEC näyttää muodostuvan homogeenisen nukleoitumisen kautta. Tämä prosessi sallii vesihöyryn Marsin ilmakehässä muuttua suoraan jääkiteiksi ilman minkäänlaisia hiukkasia, jotka aloittaisivat tiivistymisen. Hernández-Bernal kuvasi tätä ilmiötä tiivistymiseksi avoimessa ilmassa sen sijaan, että se tapahtuisi pinnan rajapinnalla, mikä oli toistaiseksi vain teoreettisesti ehdotettu ilmiö.

Muodostuminen vaatii äärimmäiset olosuhteet: nopean noin 30 °C lämpötilan laskun 10 minuutissa ja uskomattoman korkean suhteellisen kosteuden – yli 100 000 kertaa korkeamman kuin mikään Maan mittaama kosteus. Massiivinen Arsia Mons -tulivuori näyttelee ratkaisevaa roolia generoimalla voimakkaita ilmakehän aaltoja, kun tuulen virtaukset törmäävät sen 65 000 jalan huippuun, kuljettaen kosteaa ilmaa nopeasti korkealle ilmakehään.

Vaikka tutkijat ovat spekuloineet, että samanlainen jään nukleoituminen voisi tapahtua planeettojen, kuten Venuksen tai jopa Maan ylemmissä ilmakerroksissa, suoraa havaintoa tästä ei ole saatu, pääasiassa vaadittujen äärimmäisten kosteustasojen vuoksi. Tämä mallinnus antaa uutta ymmärrystä Marsin meteorologiasta, viitaten siihen, että tällaiset valtavat kosteusolosuhteet todella esiintyvät siellä. Nature Geoscience -lehdessä julkaistu tutkimus merkitsee merkittävää edistystä Marsin ilmaston ja ilmakehän ilmiöiden ymmärtämisessä, korostaen fysiikkaa, jota on aiemmin pidetty pelkästään teoreettisena eikä luonnollisissa ympäristöissä nähtynä.

Tämä löytö ei ainoastaan selitä pysyvää AMEC-pilveä, vaan avaa myös uusia mahdollisuuksia tutkia ilmakehän prosesseja muilla planeetoilla, joiden olosuhteet poikkeavat paljon Maasta. Ottaen huomioon Marssin ilmakehän rajallisen tuntemuksen Maahan verrattuna, pilven onnistunut simuloiminen korostaa tämän uuden löydön luotettavuutta ja merkitystä.