Marsjańska „dziwna chmura”, formująca się regularnie nad wulkanem Arsia Mons, okazała się jeszcze dziwniejsza, niż przypuszczali naukowcy. Najnowsze badania wykazują, że powstaje ona w wyniku zjawiska, którego nigdy wcześniej nie obserwowano w atmosferze żadnej planety.
- Wyjątkowa chmura Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC) pojawia się regularnie nad marsjańskim wulkanem, osiagając długość nawet 1800 km, po czym szybko znika.
- Wbrew dotychczasowej wiedzy chmura nie tworzy się na drobinach pyłu, lecz w wyniku czystego przejścia pary wodnej w kryształki lodu – proces ten nosi nazwę nukleacji homogenicznej.
- Odkrycie dowodzi, że procesy uważane dotąd za czysto teoretyczne mogą realnie zachodzić w atmosferach innych ciał niebieskich.
Potężny rozbłysk na Słońcu. Co się stanie, gdy obłok plazmy dotrze do Ziemi?
Każdej marsjańskiej wiosny i lata podczas pory pyłowej na południowej półkuli na niebie Czerwonej Planety pojawia się nadzwyczajna chmura – Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC).
Spektakularna chmura na Marsie
To długa, lodowa smuga, która wyłania się po zawietrznej stronie gigantycznego, wysokiego na 20 km wulkanu Arsia Mons. Struktura ta narasta (miewa nawet 1800 km długości), po czym gwałtownie wyparowuje. Cały ten spektakularny cykl powtarza się każdego ranka przez wiele miesięcy.
Odkryta w 2018 r. przez sondę Mars Express Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) chmura AMEC od razu zwróciła uwagę badaczy. Szybko zaklasyfikowano ją jako chmurę orograficzną – typ formacji znany również z Ziemi, który powstaje, gdy masy powietrza są wypychane do góry za sprawą rzeźby terenu, na przykład przez łańcuchy górskie czy wulkany.
Znaleźli dowody na hipotezę sprzed 100 lat. Odsłaniają mroczną tajemnicę Egiptu
Zagadka dla naukowców
Przez długi czas badacze próbowali zrozumieć dynamiczne mechanizmy stojące za tym cyklicznym zjawiskiem. Przełom nastąpił jednak dopiero, gdy do cyfrowych symulacji komputerowych wprowadzono warunki, które dotychczas uważano za czysto teoretyczne.
Ostrzegają przed rekordową anomalią. Nadchodzi seria ekstremalnych zjawisk
– Aby odtworzyć chmurę AMEC w naszych modelach, musieliśmy uwzględnić nieco egzotyczną fizykę... fizykę, która choć obecna w podręcznikach, jest traktowana jako czysta teoria i powszechnie uważana za niespotykaną w naturze. Z pewnością nigdy wcześniej nie zaobserwowano jej w działaniu – wyjaśnia Jorge Hernández-Bernal, główny autor badania.
– Gdy tylko wdrożyliśmy te procesy do symulacji, chmura AMEC pojawiła się dokładnie tak, jak się tego spodziewaliśmy – dodaje.
„Egzotyczna fizyka” na Czerwonej Planecie
Na Ziemi, a także w większości znanych procesów atmosferycznych na innych planetach, chmury powstają w wyniku tzw. nukleacji heterogenicznej. Para wodna ochładza się i ulega skraplaniu lub resublimacji, potrzebując do tego drobin mikroskopijnego „rusztowania” – jąder kondensacji. Mogą nimi być cząsteczki soli morskiej, pyłki roślin, sadza lub drobiny pyłu. Na Marsie rolę tę standardowo pełni zawieszony w powietrzu pył.
W przypadku chmury nad Arsia Mons proces ten przebiega całkowicie inaczej. Zjawisko to zachodzi bez udziału jakichkolwiek drobin pyłu – para wodna przechodzi bezpośrednio w kryształki lodu w czystej atmosferze. Mechanizm ten nosi nazwę nukleacji homogenicznej.
Mimo że naukowcy podejrzewali możliwość występowania tego procesu w wyższych partiach atmosfery Ziemi czy Wenus, nigdy dotąd nie udało się go bezpośrednio zaobserwować w atmosferze żadnej planety.
Ekstremalne warunki atmosferyczne
Rzadkość występowania nukleacji homogenicznej wynika z faktu, że wymaga ona absolutnie ekstremalnych parametrów środowiskowych. Poziomy wilgotności względnej muszą przekraczać wartości codziennie spotykane na Ziemi ponad 100 tys. razy.
Odkrycie to ma istotne znaczenie nie tylko dla badania samych procesów meteorologicznych na Marsie. Jak podkreślają badacze, pokazuje również, że przy analizie atmosfer innych ciał niebieskich – w tym odległych egzoplanet – naukowcy nie powinni odrzucać zjawisk uznawanych dotychczas za skrajnie nieprawdopodobne lub wyłącznie teoretyczne.
Może zainteresuje Cię także: