Марсианские облака имеют «космическое» происхождение, — ученые

Красивые белые облака, периодически возникающие в верхних слоях атмосферы Марса, обязаны своим существованием метеоритам, чьи сгоревшие останки помогают водяному пару конденсироваться и превращаться в мелкие льдинки.

Об этом пишут планетологи в журнале Nature Geoscience, передает РИА Новости.

«Облака не возникают сами по себе – для их формирования нужно что-то, что поможет воде конденсироваться. 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», — рассказывает Виктория Хартвик (Victoria Hartwick) из университета Колорадо в Боулдере (США).

Ученые пока спорят, как и почему пары воды в атмосфере превращаются в капли, формирующие различные типы облаков, но полагают, что данный процесс не может начаться самопроизвольно. Для этого необходимы «зародыши» конденсации — частицы, на которые «налипают» первые молекулы воды, которые затем притягивают к себе остальные и формируют каплю.

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 физики 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.

Еще больше вопросов, как отмечает Хартвик, вызывает то, как облака могут возникать в атмосфере Марса, где нет ни жизни, ни достаточно большого количества воды. Еще одна проблема заключается в том, что воздушная прослойка Марса настолько разрежена, что вода в ней может существовать почти всегда только в виде микроскопических кристалликов льда.

Несмотря на небольшие размеры, они будут слишком тяжелы для того, чтобы слабые марсианские потоки воздуха могли поднять их, а также пылинки и прочие ядра конденсации, на высоту более чем в 60 километров, где датчики американского зонда MAVEN, а также камеры других зондов часто фиксируют большие количества влаги. Возникает вопрос: как рождаются марсианские облака?

Хартвик и ее коллеги попытались дать на него ответ, изучая данные, которые MAVEN собирал с момента своего прибытия на орбиту Марса в сентябре 2014 года. Почти сразу после начала работы инструменты зонда обнаружили в атмосфере красной планеты крайне необычный набор ионов металлов, которые ученые впоследствии связали со сгоранием астероидов и формированием своеобразного «метеоритного дыма».

Это открытие, как отмечает планетолог, сразу натолкнуло ее на мысль, что мелкая пыль, возникающая в атмосфере после остывания «метеоритного дыма», может участвовать в рождении марсианских облаков по аналогии с тем, как возникают светящиеся серебристые облака в мезосфере Земли.

Серебристые облака — самые высокие облака в атмосфере. Они образуются на высоте около 85 километров и видны только при низком солнце. Их ключевым компонентом оказались микроскопические частицы метеоров, или «метеорный дым».

Для этого ученые вычислили общую массу метеоритов, сгорающих в верхних слоях атмосферы Марса, и подсчитали, как много пыли они должны порождать. Эти данные они сопоставили с типичной плотностью облаков на красной планете, температурой воздуха в разные сезоны года и другими климатическими параметрами.

Как оказалось, того количества пыли, которую зафиксировал MAVEN, вполне хватало для того, чтобы породить нужное число облаков, совпадающее с замерами еще одного аппарата НАСА, зонда MRO.

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. К примеру, их исчезновение или появление может понизить или повысить температуру воздуха на десять градусов Цельсия или даже более высокие значения, а также резко изменить высоту воздушной прослойки Марса в окрестностях его полюсов.

Подобные сдвиги и зоны с разными температурами, в свою очередь, будут порождать новые воздушные потоки и сильно влиять на общий климат Марса, заметно меняя его поведение во время зимы и лета. Эти сдвиги, как отмечают исследователи, очень хорошо сочетаются с замерами MRO и объясняют некоторые аномалии в климатических моделях.

В прошлом, число подобных облаков на Марсе могло быть гораздо выше, когда его атмосфера была более плотной и содержала в себе больше влаги. Это важно с точки зрения поисков следов марсианской жизни, так как густой облачный покров должен был помогать планете удерживать тепло и дольше оставаться обитаемой.

«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», — заключает Брайан Тун (Brian Toon), коллега Хартвик по университету.

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, на канал «Хвилі» в Youtube, страницу «Хвилі» в Facebook