Облака на Марсе, которым не нужны пылинки

Каждую весну и лето в южном полушарии Марса над вулканом Арсия перед рассветом начинает расти тонкая ледяная лента. За пару часов она вытягивается до 1800 километров, а к полудню исчезает. Французские планетологи считают, что лёд в ней образуется без пылинок, на которых обычно держатся облака.

Облако, которое появляется по расписанию

Арсия — щитовой вулкан высотой около 20 километров, чуть южнее марсианского экватора. Он стоит в вулканическом нагорье Фарсида, в той же области, что и гора Олимп, высочайшая вершина Солнечной системы.

Облако над Арсией не вулканическое. Это водяной лёд. Оно появляется каждый марсианский год, когда в южном полушарии наступают весна и лето, и держится 80 дней и дольше. Исследователи зовут его просто AMEC — вытянутое облако Арсии.

Распорядок у него почти суточный. Перед рассветом на западном склоне вулкана возникает ледяная полоса и за два с половиной часа уходит на запад со скоростью больше 600 километров в час. Растёт она на высоте около 45 километров. В самой большой фазе облако тянется на 1800 километров при ширине около 150. Потом оно отрывается от вулкана, ветер уносит его дальше, и к позднему утру, когда воздух прогревается, лента испаряется.

На Земле облака такой длины — редкость. «Утренняя глория» над заливом Карпентария в Австралии вытягивается примерно на тысячу километров.

Снято «марсианской вебкамерой»

Частично облако попало на снимки американского аппарата «Викинг-2» ещё в 1970-х. Подробно его изучили по кадрам европейской станции Mars Express, причём основную работу сделала камера VMC. По разрешению она сравнима с компьютерной вебкамерой 2003 года, а ставили её только ради того, чтобы убедиться, что от станции отделился посадочный модуль «Бигль-2». В 2021 году группа Хорхе Эрнандеса-Берналя описала жизненный цикл облака по 63 снимкам VMC и данным других приборов.

Как облако выглядит и когда появляется, стало понятно. Откуда оно берётся — нет.

Лёд прямо из пара

«Мы не могли воспроизвести ни длину облака, ни его хвост, ни суточный цикл с помощью обычной физики облаков», — рассказал Science News астрофизик Франсуа Форже из Лаборатории динамической метеорологии в Париже.

На Земле облака обычно образуются вокруг частиц — пыли, морской соли. Пыли на Марсе хватает, но в разреженной атмосфере на большой высоте частицы долго не держатся: слипаются и оседают. Поэтому Хорхе Эрнандес-Берналь из той же лаборатории вместе с коллегами проверил вариант, при котором зародыши не нужны вовсе. Это так называемая гомогенная нуклеация: кристаллы льда возникают прямо из водяного пара.

По модели, опубликованной в октябре 2026 года в Nature Geoscience, всё выглядит так. Ветер перетекает через вулкан и быстро поднимает влажный воздух. Давление на высоте ниже, воздух расширяется и резко остывает. Пара в нём оказывается примерно в сто тысяч раз больше, чем холодный воздух способен удержать, и излишек вымерзает в кристаллы. Ветер вытягивает их в длинную ленту.

Что пока не сходится

Модель не совпадает со спутниковыми наблюдениями во всех подробностях, хотя ежедневное появление облака воспроизводит. Эрнандес-Берналь собирается проверить и другие объяснения.

Сэмюэл Этвуд из Мэрилендского университета в округе Балтимор и Центра Годдарда NASA, не участвовавший в работе, называет результат одним из возможных взглядов: в его области гомогенную нуклеацию обычно считают явлением теоретическим, и уверенности прибавят только новые измерения.

Земной вопрос здесь тоже есть. Самые высокие облака Земли, в мезосфере, по одним данным, формируются на частицах метеорного дыма, по другим — тем же способом, без зародышей. Эрнандес-Берналь надеется, что марсианская лента подтолкнёт к проверке этой версии и на Земле.