На Марсе почти нет влаги, но каждый день появляется облако длиной 1800 км. Откуда оно?

Над марсианским вулканом Арсия-Монс почти каждый день появляется вытянутое облако, которое растягивается на сотни и даже тысячи километров, а через пару часов исчезает. Учёные выяснили, что оно возникает благодаря процессу, которого в природе Земли не видели.

Длинное белое облако над вулканическими кальдерами на поверхности Марса

Облако-гигант над вулканом Арсия

Удлинённое облако появляется над вулканом Арсия-Монс почти каждый день марсианской весной и летом, его назвали AMEC — Arsia Mons Elongated Cloud. Его длина может доходить до 1800 километров. Это примерно двенадцатая часть окружности Марса: одно облако тянется на двенадцатую часть планеты. При этом живёт оно недолго, всего пару часов, а потом рассеивается.

Сам вулкан тоже выглядит внушительно. Арсия уступает по высоте только знаменитому Олимпу, а Эверест она превосходит больше чем вдвое: склоны поднимаются примерно на 20 километров.

Арсия-Монс — второй по высоте вулкан на Марсе после Олимп Монс, он вдвое выше Эвереста. Это изображение, сделано орбитальным аппаратом NASA Odyssey.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь прямо сейчас!

На сухом Марсе таких облаков быть не должно

Пыльные бури и редкие перистые облака из углекислого газа на Марсе бывают. Но водяного пара в его атмосфере почти нет, поэтому пышные облака, похожие на земные, там большая редкость. Облако такого размера долго оставалось загадкой.

Устроено оно, на первый взгляд, привычно. Ветер гонит влажный воздух вверх по склону горы, тот остывает, и пар превращается в лёд или капли. Такие облака называют орографическими, то есть рождёнными рельефом. На Земле похожее облако иногда висит над Гибралтарской скалой на юге Европы. Однако компьютерные модели, построенные по земным правилам, марсианское облако воспроизвести не смогли.

Лёд появляется прямо из пара, без пылинок

На Земле капле или кристаллику льда нужна «затравка», крошечная частица пыли или соли, на которой оседает пар. Есть и другой путь: молекулы воды слипаются сами, вообще без затравки. Физики называют это гомогенной нуклеацией. Она требует колоссальной влажности, примерно в 100 тысяч раз выше, чем у поверхности Земли. Поэтому её считали красивой теорией из учебников, которая в природе почти не встречается. Её допускали разве что в верхних слоях земной атмосферы или в небе Венеры, но и там сочли маловероятной.

AMEC образуется, когда летние ветры поднимают водяной пар вверх и через 12-мильные склоны Арсиа-Монс. Но это длится всего пару часов подряд.

Когда этот механизм добавили в расчёты, облако в модели появилось именно таким, каким его видят с орбиты. Дело в том, что ветер, поднимаясь по склону Арсии, порождает мощную волну и с огромной скоростью забрасывает воздух высоко вверх. Там воздух остывает на 30 градусов за 10 минут. Влажность внутри волны резко подскакивает, и лёд начинает рождаться прямо из пара.

Вода приходит из атмосферы и с вершины вулкана

Часть воды уже есть в разреженном марсианском воздухе. Ещё часть, как предполагают учёные, поступает с вершины Арсии, которую покрывает толстый слой инея. Это пока гипотеза: происхождение воды точно не установлено.

За облаком с 2018 года следит орбитальный аппарат Mars Express. Именно он когда-то его и обнаружил. Три его прибора день за днём показывают, как облако зарождается и меняется. Кроме того, это один из немногих аппаратов, которые могут видеть Арсию при дневном свете.

Mars Express внимательно следит за AMEC с 2018 года. Эти фотографии показывают, как облако появлялось в течение нескольких последовательных дней в июле 2020 года.

Стоит помнить, что механизм получен в компьютерном моделировании, которое опирается на наблюдения. Но о марсианской атмосфере известно куда меньше, чем о земной, поэтому настолько точное совпадение с реальностью уже считают большим успехом.

Погода на других планетах живёт по своим законам

В основе погоды на Земле и Марсе лежат одни и те же законы физики, но работают они по-разному. То, что у нас остаётся теорией, на соседней планете может происходить каждый день. По мнению учёных, то же может касаться и далёких экзопланет. Это стоит учитывать, когда изучают их атмосферы и ищут там признаки жизни.

Космос вообще полон вещей, которые трудно вообразить, глядя с Земли: например, у нашей планеты есть хвост. Марсианское облако показало, что даже про обычную погоду на соседней планете мы знаем далеко не всё.