Chmura nad Arsia Mons ma 1800 km. Naukowcy wskazują nowy proces

Zjawisko ma postać wydłużonej smugi powstającej po zawietrznej stronie Arsia Mons – około 20-kilometrowego wulkanu, najbardziej wysuniętego na południe spośród trzech wielkich tarczowych wulkanów Tharsis Montes. Chmura pojawia się sezonowo, w okresie wiosny i lata na południowej półkuli Marsa.

Obserwacje wskazują, że owa formacja atmosferyczna "pracuje" w rytmie marsjańskiej doby: tworzy się, szybko się wydłuża, a potem zanika. Przez kilka miesięcy każdego poranka osiąga imponujące rozmiary – do około 1,8 tys. km długości – po czym wyparowuje. Po raz pierwszy sfotografowała ją w 2018 r. sonda Mars Express Europejskiej Agencji Kosmicznej, a od tamtej pory rejestruje ją regularnie.

Początkowo formację interpretowano jako chmurę orograficzną, typową dla sytuacji, gdy wiatr przepływa nad wysokimi przeszkodami terenowymi, takimi jak góry czy wulkany. Tyle że symulacje oparte na tym wyjaśnieniu nie potrafiły wiernie odtworzyć obrazu znanego z danych Mars Express.

Badacze doszli do wniosku, że do uzyskania zgodności z obserwacjami konieczne jest uwzględnienie tzw. jednorodnego zarodkowania lodu. W takim scenariuszu para wodna przechodzi bezpośrednio w kryształki lodu, bez "przyczepiania się" do cząstek pyłu, soli czy sadzy. Na Ziemi w typowych warunkach chmury zwykle formują się właśnie dzięki obecności takich drobin, dlatego marsjańska interpretacja jest szczególnie istotna.

Z symulacji wynika, że masyw Arsia Mons może zapewniać warunki sprzyjające temu procesowi. Kiedy wiatr uderza w wulkan, powstaje silna fala, która w zaledwie kilka minut wynosi wilgotne powietrze o kilka kilometrów w górę. Towarzyszy temu gwałtowne ochłodzenie – temperatura spada o około 30 stopni w ciągu 10 minut – co sprawia, że para wodna może zamarzać bezpośrednio w lodowe cząstki.

Taki sposób tworzenia lodu wymaga wyjątkowo silnego przesycenia, a więc ekstremalnie wysokiej wilgotności względnej. Według założeń musiałaby ona przekraczać wartości typowe dla Ziemi ponad 100 tys. razy. Autorzy pracy opublikowanej w "Nature Geoscience" podkreślają jednak, że w wybranych rejonach Marsa tak skrajne warunki mogą faktycznie występować.