На Марсе впервые заметили облако длиной 1800 км, в котором нет пыли. Исследование показало: процесс идет по сценарию, который раньше встречался только в лабораториях. Это меняет представления о марсианской атмосфере.
Весной у подножия марсианского вулкана Арсия Монс каждый день появляется гигантское облако — его длина достигает 1800 километров. Это открытие заставило ученых пересмотреть прежние взгляды на то, как формируются облака на других планетах. В свежем исследовании, опубликованном в Nature Geoscience, ученые смоделировали процесс: на Марсе облака могут возникать без пыли и частиц — по механизму, который на Земле удавалось повторить только в лаборатории. Авторы уточняют: пока что однородная нуклеация водяного льда на Марсе подтверждена только расчетами, а не прямыми измерениями, как отмечено в публикации Nature Geoscience.
Облако Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC) формируется на высоте около 45 км, где температура воздуха может падать на 30 °C всего за 10 минут.
Разгадка оказалась в особенностях марсианской атмосферы и рельефа. Ветер, проходя через массив Арсия Монс, поднимает влажный воздух на высоту, где температура за 10 минут падает сразу на 30 градусов. Влажность резко растет, и водяной пар превращается в кристаллы льда, минуя жидкую фазу и без опоры на пылевые частицы. Такой процесс называют однородной (гомогенной) нуклеацией. Раньше считалось, что для Марса это почти невозможно: слишком мало влаги и всегда есть пыль. Но, как подчеркивают авторы исследования, стандартные модели с гетерогенной нуклеацией не могли объяснить такую длинную облачную полосу. Только когда в расчеты добавили механизм однородной нуклеации, результаты стали похожи на реальные наблюдения.
Рикардо Уэсо, руководитель группы планетарных наук Университета Страны Басков, говорит: это открытие заставляет пересмотреть прежние представления о марсианских облаках. По его словам, атмосфера Красной планеты способна на процессы, которые на Земле встречаются только в искусственных условиях. Метеоролог Хосе Мигель Виньяс отмечает: именно резкое охлаждение воздуха из-за рельефа стало катализатором необычного явления. А специалист по планетарным наукам Даниэль Толедо добавляет: масштаб облака формируют процессы на молекулярном уровне.
Стандартные модели образования облаков на Марсе, основанные на гетерогенной нуклеации на пылевых частицах, не могли объяснить столь длинную и устойчивую структуру AMEC. Только после включения механизма однородной нуклеации моделирование приблизилось к реальным наблюдениям.
Теперь ученым предстоит выяснить, как часто и какую роль однородная нуклеация играет в марсианском водном цикле. Этот результат дает новый взгляд и на атмосферные процессы других планет. Авторы исследования отмечают: гипотезу еще нужно подтвердить, ведь сейчас есть только снимки и результаты моделирования. Для Испании, где работают ведущие специалисты по планетарной метеорологии и активно развиваются марсианские исследования, такие открытия становятся стимулом для новых проектов и международных коллабораций. Испанские ученые оказались у истоков этого открытия — и это укрепляет позиции страны в мировой космической науке.
Судя по опубликованным данным, марсианская атмосфера способна удивлять даже опытных исследователей. Модель однородной нуклеации, впервые объяснившая реальное явление на другой планете, показывает: даже в самых изученных уголках космоса случаются неожиданные прорывы. Для научного сообщества это сигнал пересмотреть старые модели, а для Испании — подтверждение, что национальные исследовательские группы могут влиять на мировую повестку в космической науке.
