Ученые из Европейского космического агентства сделали открытие об одном из самых необычных облаков на Марсе. Это так называемое вытянутое облако Арсия Монс (Arsia Mons Elongated Cloud, AMEC), шлейф водяного льда, простирающийся на сотни километров. Это облако регулярно появляется вблизи вулкана Арсия Монс.

Облако на снимке с космического аппарата Mars Express. Фото: ESA

AMEC — это явление, которое ежегодно привлекает внимание астрономов. Весной и летом на Марсе, в южном полушарии Красной планеты, над 20-километровым вулканом Арсия Монс появляется яркое вытянутое облако. Его длина может достигать 1800 километров. Это облако формируется, растет и исчезает в течение марсианского утра. Весь цикл повторяется в течение нескольких месяцев.

Первые подробные наблюдения AMEC были сделаны в 2018 году космическим аппаратом Mars Express. С тех пор ученые регулярно отслеживают его формирование и эволюцию, используя передовые камеры космического аппарата и современные марсианские метеорологические модели.

До сих пор считалось, что AMEC — это пример так называемых орографических облаков. Речь идет об образованиях, возникающих при столкновении ветра с препятствием в виде горы или вулкана, которые также наблюдаются на Земле. Однако попытки воссоздать образование этого облака в компьютерных симуляциях долгое время оставались безуспешными. Модели не могли воспроизвести наблюдаемое явление.

Прорыв произошел только тогда, когда ученые решили включить в свои расчеты очень редкий физический процесс  — так называемое гомогенное зарождение льда. Это явление происходит, когда водяной пар непосредственно превращается в кристаллы льда, без участия каких-либо частиц пыли, соли или других примесей, обычно необходимых для конденсации водяного пара.

В случае AMEC, согласно недавним исследованиям, водяной пар образует кристаллы льда без участия каких-либо ядер конденсации. Этот процесс требует чрезвычайно высокой относительной влажности, до 100 000 раз большей, чем та, которую наблюдают на Земле. Ключевую роль играют местоположение вулкана и специфические характеристики марсианской атмосферы.

Поскольку ветер обтекает массив Арсия Монс, создается мощная атмосферная волна, поднимающая влажные воздушные массы на высоту нескольких километров за считанные минуты. За это время температура резко падает, а относительная влажность достигает экстремальных значений. В этих условиях водяной пар мгновенно превращается в кристаллы льда, образуя характерное вытянутое облако. Это открытие не только расширяет знания об атмосфере Красной планеты, но и демонстрирует, что даже самые невероятные физические процессы не следует исключать в планетарных исследованиях.