Российские ученые объяснили происхождение серебристых облаков на Марсе

На Марсе тоже бывают серебристые облака, похожие на земные, которые, по словам ученых, похожи на кофе со сливками. К такому выводу пришли сотрудники МФТИ, которые создали цифровую модель формирования облачности на Красной планете.

Фотография марсианских облаков, снятых в марте 2021 года аппаратом Mars Science Laboratory Curiosity. Облака расположены на высотах свыше 60 км и состоят, судя по всему, из частиц сухого льда. фото: nasa.gov

Серебристые облака на Земле – это ночные светящиеся облака,  возникающие в мезосфере на высоте 76—85 км над поверхностью Земли и видимые в глубоких сумерках.

Но если в атмосфере Земле доминируют азот и кислород, на Марсе 95% атмосферы составляет углекислый газ. Потому на Марсе аналогом наших, почти на 100% состоящих изо льда серебристых облаков являются пылевые облака, образующиеся в результате конденсации углекислого газа на высотах около 100 км. Размер частиц пыли в них около 100 нанометров. 

Чтобы изучить «серебристые» облака Марса получше, ученые МФТИ с коллегами разработали математическую модель, которая описывает механизм их образования и эволюцию. Им помогло то, что у атмосфер Земли и Марса немало общего: идентичные профили температуры, ионосфера, мезосфера. Все это дало  возможность адаптировать под марсианскую земную модель для исследований. 

Земные серебристые облака фото: en.wikipedia.org

В итоге выяснилось, что серебристые облака формируются за счет конденсации паров пересыщенного углекислого газа на скопления пылевых «зародышей» в атмосфере Марса. Эти данные были опубликованы в журнале Jetp Letters.

Ученые продемонстрировали и механизм образования облаков в мезосфере Марса. Для этого они использовали эффект Рэлея-Тейлора. Его можно наглядно представить себе на примере кофе со сливками, когда на менее плотную жидкость сверху наливают более плотную. Постепенно «сливки» (более плотный, начиненный пылью углекислый газ марсианской атмосферы) пробивают себе дорогу вниз, под нижнюю границу облака, где находится менее плотная газовая среда. Поскольку исходное расположение пылевых частичек неодинаково, разные их слои поглощают разное количество углекислого газа, что приводит к перемешиванию слоев друг с другом, сплющиванию первоначального облака зародышей и образованию тонкой слоистой структуры облаков. 

Подобное моделирование явлений марсианской атмосферы помогает лучше интерпретировать новые данные о планете.

Источник