Исследователи из Европейского космического агентства во главе с Хорхе Эрнандес-Берналем изучили данные аппарата Mars Express и смогли воспроизвести жизненный цикл облака AMEC (Arsia Mons Elongated Cloud — Вытянутое облако горы Арсия). Это облако возникает 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 мгновенно падает на 30 градусов, а относительная влажность взлетает до экстремальных значений.
Почему на Марсе возникает облако длиной почти 2000 километров и быстро исчезает
Каждую весну и лето в южном полушарии Марса появляется удивительное природное явление — Вытянутое облако горы Арсия. Гигантский шлейф из водяного льда вытягивается почти на 1800 километров и быстро исчезает. Ученые долго не могли смоделировать этот процесс, пока не обратились к физике, которая всегда считалась чистой теорией, не имеющей отношения к реальным процессам.
Удлиненное облако над горой Арсия, запечатленное аппаратом Mars Express. ESA
Вулкан Арсия, порождающий это облако, входит в тройку гигантских вулканов провинции Фарсида. Его высота составляет 20 километров, а диаметр кратера-кальдеры достигает 110 километров — внутри него легко поместился бы целый мегаполис. Из-за такой колоссальной высоты вершина вулкана находится далеко за пределами плотных слоев марсианской атмосферы, прямо на границе с разреженным газом.
Самое длинное облако на Марсе.
Обычно для образования облаков на Земле или Марсе необходима гетерогенная нуклеация — процесс, при котором водяной пар конденсируется вокруг пылинок, соли или сажи. Но в случае с облаком горы Арсия водяной пар превращается в ледяные кристаллы напрямую, без каких-либо частиц-посредников. Это явление называется гомогенной нуклеацией. Оно до сих пор никогда не удалось наблюдалось в атмосфере планеты.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
«Чтобы воссоздать AMEC в нашей модели, нам потребовалось включить экзотическую физику, которая хотя и описана в учебниках, всегда считалась чистой теорией, которая вообще не имеет отношения к происходящему в природе. Никто раньше не видел ее в действии», — отмечает ведущий автор исследования Хорхе Эрнандес-Берналь.
Экстремальный процесс без частиц пыли
Mars Express запечатлел самое впечатляющее облако на Марсе.
Такой физический механизм требует невероятных условий — уровня относительной влажности, превышающего обычные земные показатели более чем в 100 000 раз. Ранее астрономы не предполагали, что атмосфера Марса способна достигать подобных значений, но редкое сочетание разреженного воздуха и колоссальной высоты вулкана создает уникальную природную лабораторию.
Моделирование феномена стало огромным успехом для миссии Mars Express, которая не только впервые обнаружила облако в 2018 году, но и благодаря своей орбите способна вести наблюдения в утренние часы. Полученные результаты доказывают, что при исследовании других планет и экзопланет нельзя сбрасывать со счетов даже самые маловероятные теоретические сценарии.
Загружаем