Ny modellering tyder på att Mars har unik isbildande molnfysik

Bild: Ars Technica · Källa

Forskare har modellerat ett mystiskt 1 000 mil långt moln på Mars och avslöjat sällsynt atmosfärisk fysik som tidigare inte observerats i naturen, där is bildas direkt utan partiklar.

Varje vår- och sommarmorgon på Mars, nära den mäktiga vulkanen Arsia Mons, bildas ett unikt långt och smalt moln som sträcker sig över 1 000 mil innan det försvinner. Detta moln, känt som Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC), har förbryllat forskare sedan det upptäcktes av en rymdsond 2018 på grund av dess ovanliga storlek och varaktighet. Ny forskning lett av planetspecialisten Jorge Hernández-Bernal vid Sorbonne Université har lyckats simulera molnets bildning och visat att det uppstår genom en sällsynt fysisk process som tidigare inte observerats i någon planetatmosfär.

Till skillnad från jordens moln, som vanligtvis utvecklas när vattenånga kondenserar på damm- eller saltpartiklar, verkar AMEC bildas genom homogen nukleation. Denna process tillåter vattenångan i Mars atmosfär att direkt omvandlas till iskristaller utan några partiklar som initierar kondensation. Hernández-Bernal beskrev detta som kondensation som sker i öppen luft snarare än på ytor, ett oväntat och tidigare bara teoretiskt förslag.

Bildningen kräver extrema förhållanden: en snabb temperaturminskning på cirka 30 °C inom 10 minuter och extraordinärt hög relativ luftfuktighet – över 100 000 gånger större än någon fuktighet som någonsin uppmätts på jorden. Den mäktiga Arsia Mons-vulkanen spelar en avgörande roll genom att skapa kraftfulla atmosfäriska vågor när vindarna kolliderar med dess 65 000 fot höga topp och snabbt driver fuktig luft till höga höjder.

Medan forskare tidigare spekulerat att liknande isnukleation kan ske i de övre atmosfärerna på planeter som Venus eller till och med jorden, har ingen direkt observation bevisat detta, huvudsakligen på grund av de extrema fuktighetsförhållandena som krävs. Denna modellering ger ny insikt i marsmeteorologi och indikerar att sådana extraordinära fuktighetsnivåer faktiskt förekommer där. Studien, publicerad i Nature Geoscience, markerar ett betydande framsteg i förståelsen av Mars klimat och atmosfäriska fenomen, och lyfter fram fysik tidigare betraktad som enbart teoretisk och obesedd i naturliga miljöer.

Denna upptäckt hjälper inte bara till att förklara det bestående AMEC, utan öppnar också nya vägar för att utforska atmosfäriska processer på andra planeter under mycket annorlunda förhållanden än på jorden. Med tanke på den begränsade kunskapen om Mars atmosfär i jämförelse med jordens understryker det att molnet framgångsrikt replikerats i simuleringar vikten och styrkan i denna nya upptäckt.