Облако у вулкана Арсия на Марсе может возникать без пылинок
Модель воспроизвела вытянутое облако у вулкана Арсия, только когда авторы добавили гомогенную нуклеацию: пар напрямую превращается в ледяные частицы без затравочных частиц. Работа вышла в Nature Geoscience.
Каждую весну и лето южного полушария Марса, в пыльный сезон, с подветренной стороны вулкана Арсия (Arsia Mons) высотой около 20 км вырастает облако из водяного льда. Его называют вытянутым облаком Арсии (AMEC). Оно появляется каждое утро, вытягивается до 1800 км, после чего быстро испаряется. Цикл повторяется несколько месяцев подряд. Mars Express впервые показал это облако в 2018 году. Исследователи относят его к орографическим облакам: на Земле такие образуются, когда ветер обтекает горы.
Воспроизвести появление облака в моделях долго не удавалось. Команда Хорхе Эрнандеса-Бернала (LMD/CNRS/Сорбонна) получила AMEC в расчётах только после того, как добавила гомогенную нуклеацию. Обычно водяной пар конденсируется на мелких частицах вроде соли, пыльцы или сажи, а на Марсе, как предполагают, на пыли. При гомогенной нуклеации пар сразу превращается в ледяные частицы без всякой затравки. По словам Эрнандеса-Бернала, в атмосферах планет этот процесс раньше не наблюдали. Его допускали в верхних слоях атмосферы Земли и Венеры, но там его так и не обнаружили. Статья вышла 7 октября в журнале Nature Geoscience.
Волна за вулканом
Для гомогенной нуклеации нужна относительная влажность, которая более чем в 100 000 раз выше привычной в земной повседневности. По модели, такие условия создаёт сам вулкан. Ветер, обтекая Арсию, порождает мощную волну, и она за несколько минут поднимает влажный воздух на несколько километров. Температура падает на 30 градусов за 10 минут, влажность резко растёт, и пар замерзает в облачные частицы. Авторы видят в этом сильный довод в пользу того, что влажность на Марсе может достигать таких значений, хотя прежде её там не фиксировали. Часть деталей модельного облака пока расходится с наблюдениями.
Расчёты опирались на данные трёх приборов на борту Mars Express: VMC, HRSC и OMEGA. Вместе с ExoMars Trace Gas Orbiter этот аппарат входит в число немногих орбитальных аппаратов у Марса, способных вести наблюдения в утренние часы, когда облако существует. В этом релизе ESA впервые использовало снимки AMEC, сделанные стереокамерой высокого разрешения HRSC.