Вчені нарешті розгадали одну з найскладніших таємниць Марса, пояснивши природу гігантської хмари, яка щодня формується і зникає над Червоною планетою. Аномальне утворення завдовжки майже 1800 кілометрів (що вдвічі перевищує довжину Великої Британії) виникає щовесни та щоосені з підвітряного боку 20-кілометрового вулкана Арсія, дивуючи дослідників своєю блискавичною появою та швидким зникненням.
Про це повідомляє журнал Nature Geoscience.
Феномен, відомий як подовжена хмара гори Арсія (AMEC), спантеличував науковців із моменту його першого виявлення у 2018 році. За словами провідного автора дослідження, доктора Хорхе Ернандеса-Берналя з Університету Сорбонни, розгадка цього явища криється в абсолютно нетипових процесах.
«Щоб створити AMEC у нашому моделюванні, ми виявили, що нам потрібно застосувати деяку екзотичну фізику… фізику, яка, хоч і описана в підручниках, розглядається як теоретична і зазвичай вважається такою, що не трапляється в природі», — розповів науковець.
Як пил замінили екстремальними умовами
Дослідник підкреслив, що, щойно команда інтегрувала цей нестандартний процес у комп’ютерні симуляції, віртуальна хмара сформувалася саме так, як вони й очікували, повністю збігаючись із реальними спостереженнями апарата Mars Express. Раніше фахівці не могли зрозуміти, як саме виникає такий довгий шлейф.
«Розуміння ускладнювалося тим, що довгий хвіст, здається, формується, розширюючись від початкової точки поруч із горою Арсія, але, враховуючи велику висоту, це не може бути результатом транспортування води з поверхні», — пояснив Ернандес-Берналь.
Зазвичай на Землі хмари утворюються завдяки гетерогенній нуклеації, коли водяна пара конденсується навколо найдрібніших частинок пилу, сажі або солі. Проте на Марсі процес виявився зовсім іншим. Вчені дійшли висновку, що краплі в AMEC конденсуються взагалі без жодних твердих частинок-основ.
«Водяна пара перетворюється безпосередньо на крижані хмарні частинки без жодного проміжного етапу. Це схоже на краплі конденсату, що з’являються посеред кімнати, а не на вікні», — зазначив автор дослідження.
Гомогенна нуклеація в дії
Цей рідкісний процес називається гомогенною нуклеацією, і його ще ніколи не фіксували в атмосфері планет. Для його запуску потрібні абсолютно нетипові фізичні показники вологості, які неможливо зустріти на Землі.
«У нашому повсякденному житті рідко буває відносна вологість вище 100 відсотків, але для виникнення гомогенної нуклеації нам потрібно приблизно в 100 000 разів більше», — наголосив науковець.
Щоб досягти таких унікальних умов на Марсі, розріджена атмосфера взаємодіє з колосальною висотою вулкана. Механізм працює так: коли вітер обдуває гігантський масив гори Арсія, утворюється потужна хвиля, яка за лічені хвилини підкидає маси вологого повітря на кілька кілометрів угору. Це спричиняє різке охолодження — температура падає на 30 °C лише за 10 хвилин, а вологість критично зростає, даючи змогу водяній парі миттєво замерзати в хмарні частинки.
«Ми раніше не бачили таких умов на Марсі, але наша знахідка тепер переконливо свідчить про те, що вологість планети дійсно може досягати цих екстремальних рівнів», — підсумував доктор Ернандес-Берналь.
