Планетологи выяснили природу появления марсианских облаков

Согласно выводам американских планетологов из Колорадского университета в Боулдере, марсианские облака, периодически возникающие в верхних слоях атмосферы Марса, могут иметь инопланетное происхождение. Ученые считают, что своим существованием они обязаны метеоритам, чьи сгоревшие останки помогают водяному пару конденсироваться и превращаться в мелкие льдинки. Об исследовании планетологов

в новой статье журнала Nature Geoscience.

Загадка марсианских облаков

Если сравнивать атмосферу Марса с другими планетами Солнечной системы, то она окажется очень жалкой. Она очень разряжена, плотность составляет менее 1 процента от земной. Однако атмосфера Красной планеты не всегда была такой слабой. У ученых имеются основания полагать, что когда-то она была настолько плотной, что позволяла воде в жидкой форме находиться на поверхности планеты.

Несмотря на свое нынешнее состояние, атмосфера Марса способна удивлять, например, порождением мощнейших пылевых бурь, покрывающих всю планету. Один из таких штормов похоронил маросход аэрокосмического агентства NASA «Оппортьюнити», который перестал переходить на связь после 10 июня 2018 года. Ученые отмечают, что вместе с возможностью убивать беззащитных роверов, атмосфера Красной планеты защищает поверхность от метеоритных ударов, а также способна формировать облака.

Облака не возникают сами по себе – для их формирования нужно что-то, что поможет воде конденсироваться. Для этого необходимы «зародыши» конденсации — частицы, на которые «налипают» первые молекулы воды, которые затем притягивают к себе остальные и формируют каплю. На Земле в роли подобных зародышей могут выступать микрочастицы пыли, микробы, или частички сажи и копоти из выбросов вулканов и выхлопов машин. За последние несколько десятилетий физики нашли свидетельства в пользу этого, но им не удавалось объяснить, как облака появляются там, где нет пыли, автомобилей или вулканов — над океанами и лесами.

Более того, недавно некоторые ученые даже начали подозревать, что в рождении некоторых типов облаков напрямую замешаны космические лучи, помогающие подобным каплям воды расти. Другие зародыши конденсации могут попадать в атмосферу из космоса, в виде частиц межзвездной пыли, или же благодаря своеобразному «дыханию» планктона.

Как появляются облака в атмосфере Марса?

Но как объяснить появление облаков над Марсом? Какой процесс запускает их формирование в средних слоях (30-60 километров) Красной планеты, если на ее поверхности нет ни воды, ни жизни? Вопрос усложняется тем, что воздушная прослойка Марса настолько разрежена, что вода в ней может существовать почти всегда только в виде микроскопических кристалликов льда. Так с чем же они взаимодействуют для образования облаков?

Согласно новому исследованию, ответ на этот вопрос может лежать не на поверхности планеты, а в межпланетарном пространстве. Наблюдения, проведенные космическим аппаратом NASA MAVEN, который в настоящий момент кружит над Красной планетой, указывают на то, что ежедневно через атмосферу Марса проходит от 2 до 3 тонн «космического мусора» в виде метеоритов. При этом инструменты зонда обнаружили в атмосфере Марса крайне необычный набор ионов металлов, которые ученые впоследствии связали со сгоранием метеоритов и формированием так называемого «метеоритного дыма».

Ученые решили выяснить, а не являются ли частицы этого «метеоритного дыма» теми сами «зародышами» конденсации по аналогии с тем, как возникают светящиеся серебристые облака в мезосфере Земли. Для проверки своего предположения ученые использовали сложное компьютерное моделирование, предназначенное для имитации динамических атмосферных процессов Марса. Добавив в симуляцию данные о количестве метеоритной пыли, которую зафиксировал MAVEN, ученые получили нужный результат. Облака действительно сформировались.

Кадр компьютерной симуляции, демонстрирующий облака на средних высотах атмосферы Красной планеты

«Наши климатические модели просто не могли объяснить то, как они могли формироваться на подобной высоте в атмосфере Марса. Когда мы добавили туда метеоритный дым, все проблемы исчезли и облака появились», — говорит Виктория Хартвик из университета Колорадо в Боулдере.

Что интересно, появление облаков в компьютерной модели Марса крайне необычным образом повлияло на погоду и климат планеты, а также на поведение приполярных регионов ее атмосферы. Например, их исчезновение или появление приводит к понижению или повышению температуры воздуха на десять градусов Цельсия или даже более высокие значения, а также резко изменяет высоту воздушной прослойки Марса в окрестностях его полюсов.

Исследователи считают, что выводы их работы позволят пролить свет на эволюцию атмосферы Красной планеты, а также, в частности, пояснить вопрос, связанный с тем, как планета в прошлом могла поддерживать наличие воды в жидкой форме на своей поверхности.

«Все больше климатических моделей показывают, что Марс мог подогреваться высотными облаками в ту эпоху, когда по его поверхности текли реки, а в их водах могла существовать жизнь. Вполне вероятно, что и наше открытие станет одной из частей объяснения того, как Марс стал теплым и обитаемым», — подытоживает Брайан Тун, коллега Хартвик по университету.

Рейтинг публикации:

0

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: