|
Секреты марсианских облаков
|
|
|
|
Ученые наконец-то разгадали одну из самых загадочных тайн Марса: тайну «невозможного» гигантского облака. Каждый день весной и осенью с подветренной стороны от вулкана Арсия высотой 12,5 мили (20 км) на Красной планете появляется огромный шлейф из замерзших водяных паров.
|
|
|
|
Облако формируется, растет и исчезает каждый день, достигая поразительной протяженности в 1120 миль (1800 км) — это почти в два раза больше, чем протяженность Великобритании, — а затем так же быстро исчезает.
|
|
|
|
Это явление, известное как вытянутое облако над вулканом Арсия (AMEC), озадачивало ученых с тех пор, как его впервые заметили в 2018 году.
|
|
|
|
Теперь эксперты предполагают, что это странное образование может быть связано с весьма «экзотическими» физическими процессами.
|
|
|
|
Ведущий автор исследования доктор Хорхе Эрнандес-Берналь из Университета Сорбонны говорит: «Чтобы смоделировать AMEC, нам пришлось включить в модель некоторые экзотические физические процессы…» Физика, которая включена в учебники, но считается теоретической и обычно не применяется на практике, — это физика гетерогенных облаков.
|
|
|
|
|
|
|
«Как только мы включили эту физику в наши симуляции, AMEC появился, как мы и надеялись».
|
|
|
|
Учёные хорошо изучили атмосферу Марса и процессы образования облаков, но AMEC выделяется своей исключительной необычностью.
|
|
|
|
Доктор Эрнандес-Берналь рассказал Daily Mail: «Сложно было понять, почему он образовал длинный хвост, расширяясь от точки зарождения рядом с горой Арсия, но, учитывая его высоту, он не мог образоваться в результате переноса воды с поверхности.
|
|
|
|
Основной движущей силой должны быть колебания температуры, но в таком случае мы бы ожидали, что облако исчезнет, когда температура снова повысится после точки зарождения рядом с горой Арсия».
|
|
|
|
Аналогичным образом, когда учёные попытались воссоздать AMEC в компьютерной симуляции, они не смогли добиться соответствия реальным наблюдениям, проведённым орбитальным аппаратом Mars Express Европейского космического агентства.
|
|
|
|
На Земле облака образуются в результате процесса, известного как гетерогенная нуклеация, при котором водяной пар конденсируется вокруг небольшого твёрдого частицы в атмосфере.
|
|
|
|
Это может быть частица пыльцы, крупинка соли, сажа или, в случае с Марсом, пыль из пустынь внизу.
|
|
|
|
Но, судя по всему, это не относится к огромному облаку, которое ежедневно образуется вокруг горы Арсия.
|
|
|
|
В статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, ученые предполагают, что капли в облаке Арсия-Монс конденсируются без каких-либо частиц вокруг них.
|
|
|
|
Доктор Эрнандес-Берналь говорит: «Водяной пар превращается непосредственно в частицы ледяного облака без каких-либо промежуточных стадий. Это похоже на то, как капли конденсата появляются в центре комнаты, а не на оконном стекле.
|
|
|
|
Мы называем это явление гомогенной нуклеацией, и мы никогда раньше не наблюдали его в атмосфере планет. Это совершенно неожиданно».
|
|
|
|
Некоторые ученые ранее предполагали, что этот процесс может происходить в самых верхних слоях атмосферы Земли и Венеры, но его никогда не наблюдали.
|
|
|
|
Дело в том, что для гомогенной нуклеации требуются крайне специфические условия с экстремально высоким уровнем влажности.
|
|
|
|
«В повседневной жизни относительная влажность редко превышает 100 %, но для гомогенной нуклеации требуется в 100 000 раз более высокая влажность», — говорит доктор Эрнандес-Берналь.
|
|
|
|
Однако, как бы необычно это ни звучало, как только учёные добавили этот процесс в симуляцию, их модель начала выдавать результаты, совпадающие с данными о реальном марсианском антициклоническом экваториальном облаке.
|
|
|
|
Теперь исследователи считают, что уникальное сочетание разреженной атмосферы Марса и невероятной высоты горы Арсия создаёт те редкие условия, которые необходимы для формирования этого экзотического облака.
|
|
|
|
Когда ветер огибает гору Арсия, основная часть вулкана создаёт мощную волну, которая за несколько минут поднимает потоки влажного воздуха на несколько километров ввысь.
|
|
|
|
Этот процесс быстро охлаждает атмосферу, в результате чего температура падает на 30 °C (54 °F) всего за 10 минут, а уровень влажности резко возрастает.
|
|
|
|
В таких условиях водяной пар превращается непосредственно в частицы облака, формируя огромную структуру, которую мы видим с орбиты как марсианское антициклоническое экваториальное облако.
|
|
|
|
Несмотря на то, что некоторые детали модели не совсем соответствуют реальному облаку, исследователи считают результаты «впечатляющими».
|
|
|
|
Поскольку мы знаем об атмосфере Марса не так много, как об атмосфере Земли, даже приближение к реальности с помощью компьютерной модели говорит о том, что исследователи на верном пути.
|
|
|
|
И если в марсианской атмосфере действительно происходит гомогенное нуклеационное горение, это может означать, что Красная планета — гораздо более странное место, чем считалось ранее.
|
|
|
|
Доктор Эрнандес-Берналь говорит: «Мы никогда раньше не наблюдали таких условий на Марсе, но наше открытие убедительно свидетельствует о том, что влажность на планете действительно может достигать таких экстремальных значений».
|
|
|
|
Источник
|
