Research

Палеонтологи з'ясували природу появи марсіанських хмар

Згідно з висновками американських планетологов зКолорадського університету в Боулдері, марсіанські хмари, які виникають в верхніх шарах атмосфери Марса, можуть мати інопланетне походження. Вчені вважають, що своїм існуванням вони зобов'язані метеоритів, чиї згорілі останки допомагають водяній парі конденсуватися і перетворюватися в дрібні крижинки. Про дослідження планетологов повідомляється в новій статті журналу Nature Geoscience.

Загадка марсіанських хмар

Якщо порівнювати атмосферу Марса з іншимипланетами Сонячної системи, то вона виявиться дуже жалюгідною. Вона дуже розряджена, щільність становить менше 1 відсотка від земної. Однак атмосфера Червоної планети не завжди була такою слабкою. У вчених є підстави вважати, що колись вона була настільки щільною, що дозволяла воді в рідкій формі знаходитися на поверхні планети.

Незважаючи на свій нинішній стан, атмосфераМарса здатна дивувати, наприклад, породженням найпотужніших пилових бур, що покривають всю планету. Один з таких штормів поховав маросход аерокосмічного агентства NASA «Оппортьюніті», який перестав переходити на зв'язок після 10 червня 2018 року. Вчені відзначають, що разом з можливістю вбивати беззахисних роверів, атмосфера Червоної планети захищає поверхню від метеоритних ударів, а також здатна формувати хмари.

Хмари не виникають самі по собі - для їхформування потрібно щось, що допоможе воді конденсуватися. Для цього необхідні «зародки» конденсації - частинки, на які «налипають» перші молекули води, які потім притягують до себе інші і формують краплю. На Землі в ролі подібних зародків можуть виступати мікрочастинки пилу, мікроби, або частинки сажі і кіптяви з викидів вулканів і вихлопів машин. За останні кілька десятиліть фізики знайшли свідчення на користь цього, але їм не вдавалося пояснити, як хмари з'являються там, де немає пилу, автомобілів або вулканів - над океанами і лісами.

Більш того, недавно деякі вчені навіть почалипідозрювати, що в народженні деяких типів хмар безпосередньо замішані космічні промені, які допомагають подібним краплях води рости. Інші зародки конденсації можуть потрапляти в атмосферу з космосу, у вигляді частинок міжзоряного пилу, або ж завдяки своєрідному «диханню» планктону.

Як з'являються хмари в атмосфері Марса?

Але як пояснити появу хмар над Марсом? Який процес запускає їх формування в середніх шарах (30-60 кілометрів) Червоної планети, якщо на її поверхні немає ні води, ні життя? Питання ускладнюється тим, що повітряний прошарок Марса настільки розріджена, що вода в ній може існувати майже завжди тільки у вигляді мікроскопічних кристаликів льоду. Так з чим же вони взаємодіють для утворення хмар?

Згідно з новим дослідженням, відповідь на цейпитання може лежати не на поверхні планети, а в межпланетарном просторі. Спостереження, проведені космічним апаратом NASA MAVEN, який зараз кружляє над Червоною планетою, вказують на те, що щодня через атмосферу Марса проходить від 2 до 3 тонн «космічного сміття» у вигляді метеоритів. При цьому інструменти зонда виявили в атмосфері Марса вкрай незвичайний набір іонів металів, які вчені згодом пов'язали зі згорянням метеоритів і формуванням так званого «метеоритного диму».

Вчені вирішили з'ясувати, а чи не є частинкицього «метеоритного диму» тими самі «зародками» конденсації за аналогією з тим, як виникають світяться сріблясті хмари в мезосфері Землі. Для перевірки свого припущення вчені використовували складне комп'ютерне моделювання, призначене для імітації динамічних атмосферних процесів Марса. Додавши в симуляцію дані про кількість метеоритного пилу, яку зафіксував MAVEN, вчені отримали потрібний результат. Хмари дійсно сформувалися.

Кадр комп'ютерної симуляції, що демонструє хмари на середніх висотах атмосфери Червоної планети

«Наші кліматичні моделі просто не моглипояснити те, як вони могли формуватися на подібній висоті в атмосфері Марса. Коли ми додали туди метеоритний дим, всі проблеми зникли і хмари з'явилися », - каже Вікторія Хартвік з університету Колорадо в Боулдері.

Що цікаво, поява хмар в комп'ютерніймоделі Марса вкрай незвичайним чином вплинуло на погоду і клімат планети, а також на поведінку приполярних регіонів її атмосфери. Наприклад, їх зникнення або поява призводить до зниження або підвищення температури повітря на десять градусів Цельсія або навіть більш високі значення, а також різко змінює висоту повітряного прошарку Марса в околицях його полюсів.

Дослідники вважають, що висновки їх роботидозволять пролити світло на еволюцію атмосфери Червоної планети, а також, зокрема, пояснити питання, пов'язане з тим, як планета в минулому могла підтримувати наявність води в рідкій формі на своїй поверхні.

«Все більше кліматичних моделей показують, щоМарс міг підігріватися висотними хмарами в ту епоху, коли по його поверхні текли річки, а в їх водах могла існувати життя. Цілком ймовірно, що і наше відкриття стане однією з частин пояснення того, як Марс став теплим і населеним », - підсумовує Брайан Тун, колега Хартвік по університету.

Обговорити новину можна в нашому Telegram-чаті.