Новое Моделирование Показывает, что на Марсе Существуют Уникальные Физические Процессы Образования Ледяных Облаков

Image: Ars Technica · Source

Ученые смоделировали загадочное облако длиной более 1600 километров на Марсе, выявив редкую атмосферную физику, не наблюдавшуюся ранее в природе, включающую прямое образование льда без частиц.

Каждую весну и летнее утро на Марсе, рядом с огромным вулканом Арсия Монс, формируется уникальное длинное и тонкое облако, протяженностью более 1600 километров, прежде чем оно исчезает. Это облако, известное как Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC), озадачивало ученых с момента его открытия исследовательским зондом в 2018 году из-за необычных размеров и продолжительности существования. Недавние исследования под руководством планетолога Хорхе Эрнандеса-Бернала из Университета Сорбонна смогли смоделировать процесс формирования этого облака, показав, что оно возникает вследствие редкого физического процесса, ранее не наблюдавшегося ни в одной планетарной атмосфере.

В отличие от облаков на Земле, которые обычно образуются, когда водяной пар конденсируется на частицах пыли или соли, AMEC, по-видимому, формируется через гомогенную нуклеацию. Этот процесс позволяет водяному пару в атмосфере Марса превращаться непосредственно в кристаллы льда без каких-либо частиц, служащих центрами конденсации. Эрнандес-Бернал описал это как конденсацию, происходящую в открытом воздухе, а не на интерфейсах поверхностей — неожиданное и до сих пор лишь теоретически предсказанное явление.

Формирование требует экстремальных условий: резкого падения температуры примерно на 30°C в течение 10 минут и чрезвычайно высокой относительной влажности — более чем в 100 000 раз выше, чем любой показатель влажности, зарегистрированный на Земле. Огромный вулкан Арсия Монс играет решающую роль, создавая мощные атмосферные волны, когда ветровые потоки сталкиваются с его 65-тысячным пиком, быстро поднимая влажный воздух на высокие высоты.

Хотя ученые предполагали, что подобная нуклеация льда может происходить в верхних слоях атмосфер планет, таких как Венера или даже Земля, ни одно прямое наблюдение этого не подтвердило, главным образом из-за экстремальных требований к влажности. Это моделирование дает новое понимание метеорологии Марса, показывая, что такие необычайные уровни влажности там действительно существуют. Исследование, опубликованное в Nature Geoscience, является значительным достижением в понимании климата и атмосферных явлений Марса, подчеркивая физику, ранее считавшуюся чисто теоретической и не наблюдаемой в природных условиях.

Это открытие не только помогает объяснить устойчивость AMEC, но и открывает пути для изучения атмосферных процессов на других планетах при условиях, значительно отличающихся от земных. Учитывая ограниченные знания об атмосфере Марса по сравнению с Землей, успешное воспроизведение облака в моделях подчеркивает надежность и важность этого нового открытия.