Почему на Марсе возникает облако длиной около 1800 километров
Каждую весну и лето в южном полушарии Марса наблюдается уникальное природное явление — вытянутое облако горы Арсия. Этот гигантский шлейф из водяного льда простирается почти на 1800 километров и исчезает с удивительной быстротой. Ученые долгое время не могли смоделировать этот процесс, пока не обратились к физике, которая считалась чистой теорией, не имеющей отношения к реальным процессам. Об этом сообщает TechInsider.
Вулкан Арсия, создающий это облако, входит в число крупнейших вулканов провинции Фарсида. Его высота составляет 20 километров, а диаметр кратера-кальдеры достигает 110 километров — внутри него мог бы разместиться целый мегаполис. Из-за такой колоссальной высоты вершина вулкана находится далеко за пределами плотных слоев марсианской атмосферы, на границе с разреженным газом.
Исследователи из Европейского космического агентства под руководством Хорхе Эрнандеса-Бернала изучили данные аппарата Mars Express и смогли воспроизвести жизненный цикл облака AMEC (Arsia Mons Elongated Cloud — вытянутое облако горы Арсия). Это облако образуется каждое утро над потухшим вулканом высотой 20 километров. Ветры разгоняют влажные массы воздуха, и он за считанные минуты поднимается вдоль склонов вулкана на многие километры вверх. В результате температура резко падает на 30 градусов, а относительная влажность достигает экстремальных значений.
Для образования облаков на Земле или Марсе обычно необходима гетерогенная нуклеация — процесс, при котором водяной пар конденсируется вокруг частиц, таких как пыль, соль или сажа. Однако в случае облака горы Арсия водяной пар превращается в ледяные кристаллы напрямую, без участия частиц-посредников. Это явление называется гомогенной нуклеацией, и оно до сих пор не наблюдалось в атмосфере планеты.
«Чтобы воссоздать AMEC в нашей модели, нам пришлось включить экзотическую физику, которая, хотя и описана в учебниках, всегда считалась чистой теорией, не имеющей отношения к природе. Никто раньше не видел ее в действии», — подчеркивает ведущий автор исследования Хорхе Эрнандес-Берналь.
Такой физический механизм требует уникальных условий — уровня относительной влажности, превышающего обычные земные показатели более чем в 100 000 раз. Ранее астрономы не предполагали, что атмосфера Марса может достигать таких значений, но редкое сочетание разреженного воздуха и колоссальной высоты вулкана создает уникальную природную лабораторию.
Моделирование этого феномена стало значительным достижением для миссии Mars Express, которая не только впервые обнаружила облако в 2018 году, но и благодаря своей орбите может вести наблюдения в утренние часы. Полученные результаты подтверждают, что при исследовании других планет и экзопланет нельзя игнорировать даже самые маловероятные теоретические сценарии.
