В ближайшем будущем человечество намерено осуществить амбициозные планы по колонизации Марса, но далекий мир таит в себе еще немало сюрпризов. Взять, например, погоду: было известно, что для марсианского климата характерны сильные колебания, там очень ветрено, иногда облачно, но слишком холодно и сухо для осадков. Однако в новом исследовании ученые допускают, что Красная планета может покрываться снежной пеленой.
Атмосфера планеты имеет низкое давление и очень сухая. Хотя образование облаков возможно на высоте в несколько километров, считалось, что настоящий снегопад не достигнет поверхности. Облака, напоминающие земные перистые, образуются, когда небольшое количество водяного пара в атмосфере конденсируется (непосредственно из пара в лед) на зернах пыли, поднимающихся в небо во время марсианских бурь.
Если бы Марс был заснеженным… © NASA
Размером всего лишь несколько микрометров, частицы льда, падающие с облаков, летят со скоростью примерно 1 см/с. Этого времени более чем достаточно, чтобы они испарились, не достигнув поверхности планеты (строго говоря, этот процесс следует называть «сублимацией», так как лед переходит непосредственно в пар, минуя фазу таяния). Ночные и сезонные заморозки, обнаруженные на Марсе, объяснялись быстрым падением частиц водяного льда, которые были увеличены и утяжелены внешней оболочкой из замерзшего атмосферного углекислого газа.
В новом исследовании, опубликованном в Nature Geoscience, ученые рассказывают о способе, которым крошечные частицы водяного льда могли бы опускаться на марсианский грунт без застывшего слоя углекислого газа. Если эта гипотеза верна, значит на Марсе может идти снег — точно так же, как и на Земле.
Команда использовала измерения с орбитальных космических аппаратов Mars Global Surveyor и Mars Reconnaissance Orbiter для изучения того, как изменяется температура в марсианской атмосфере в зависимости от высоты. Было обнаружено, что ночью атмосфера ниже ледяных облаков может становиться нестабильной, поскольку чем ниже, тем она менее плотная. Это приводит к быстрым нисходящим потокам воздуха, движущимся со скоростью 10 м/с, которые могут переносить кристаллы льда на поверхность до того, как они успеют испариться. Но слой снега, вероятно, будет тонким и пролежит не слишком долго, пока не сублимируется обратно в атмосферу, где образует новые облака.
Это явление похоже на то, что на Земле называют «микропорывом», когда локализованный ниже грозы нисходящий поток воздуха достигает скорости 97 км/ч. Тот же процесс может также отвечать за интенсивный снегопад в определенном месте, когда мощный воздушный поток доносит снежинки до земли через приповерхностный слой воздуха, который обычно достаточно теплый, чтобы растопить их.
Снежный покров на Марсе еще ни разу не наблюдался, но снег был замечен в небе. Посадочный модуль НАСА «Феникс», который исследовал планету в 2008 году, прославился тем, что нашел лед под поверхностью. Он также использовал ЛИДАР, чтобы исследовать атмосферу, и в течение двух ночей наблюдал завесы падающего снега ниже облачного слоя.
Если бы возник достаточно мощный нисходящий поток, то, возможно, однажды утром вместо привычного красного пейзажа «Феникс» очутился бы в марсианской зимней сказке — по крайней мере, на несколько часов.