Учёные нашли необычное объяснение для облака над Марсом, которое почти ежедневно появляется и исчезает в небе планеты. Новое моделирование показало, что формирование Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC), или вытянутого облака над Арсией, может быть связано с однородным зародышеобразованием льда — процессом, который ранее не наблюдали ни в одной планетарной атмосфере. Об этом сообщило издание Live Science со ссылкой на исследование в журнале Nature Geoscience.
Облако возникает над Арсией — потухшим вулканом высотой 20 километров в районе Фарсида, южнее экватора Марса. В отдельных случаях его длина достигает 1,8 тысячи километров, то есть примерно одной двенадцатой окружности планеты. Впервые AMEC заметил в 2018 году орбитальный аппарат Европейского космического агентства Mars Express, после чего облако стали фиксировать почти каждое утро марсианской весной и летом.
Появление AMEC связывают с усилением солнечного излучения и сильными ветрами у поверхности. Воздушные потоки поднимают водяной пар по склонам вулкана, однако облако сохраняется всего несколько часов, а затем полностью испаряется. Для Марса это необычное явление: атмосфера планеты почти лишена водяного пара, поэтому крупные облака, похожие на земные, там формируются крайне редко.
Исследователи сначала пытались воспроизвести AMEC с помощью обычных метеорологических принципов, но добиться результата не смогли. Модели заработали после включения физического механизма, который обычно считают теоретическим. «Чтобы создать AMEC в нашей модели, нам пришлось включить экзотическую физику — физику, которая описана в учебниках, но считается теоретической и обычно не должна происходить в природе», — заявил первый автор работы Хорхе Эрнандес-Берналь, планетолог из Университета Страны Басков в Испании, ранее связанный с Университетом Сорбонны в Париже.
На Земле облака обычно образуются вокруг мельчайших частиц пыли, соли, пыльцы или сажи: влажный воздух охлаждается, а вода конденсируется на этих частицах. В случае AMEC, как показали расчёты, водяной пар превращается в ледяные частицы напрямую, без промежуточного этапа. «Водяной пар непосредственно превращается в частицы ледяного облака, без какого-либо промежуточного шага. Это похоже на появление капель конденсата посреди комнаты, а не на окне», — сказал Эрнандес-Берналь.
По расчётам, воздушная волна, поднимающаяся по склонам Арсии, за 10 минут может охладиться на 30 градусов Цельсия. Такое быстрое падение температуры способствует замерзанию и резко повышает влажность внутри потока, создавая условия для однородного зародышеобразования. Часть воды, вероятно, уже находится в атмосфере, а ещё одним её источником может быть толстый слой инея на вершине вулкана. Руководитель проекта Mars Express Колин Уилсон, не участвовавший в исследовании, назвал воспроизведение облака значительным успехом модели и отметил: «Хотя облака на Земле и Марсе, по-видимому, подчиняются одним и тем же “правилам”, для понимания этого экзотического марсианского облака потребовалась экзотическая физика — и, возможно, это справедливо и для других мест во Вселенной».