Mars Express показал, что на Марсе образуются облачные структуры, напоминающие те, что встречаются в тропических регионах нашей планеты.
У Земли и Марса совершенно разные атмосферы. Сухая, холодная атмосфера Марса почти полностью состоит из углекислого газа, в то время как земная богата азотом и кислородом.
Несмотря на то, что они сильно отличаются друг от друга, было обнаружено, что их структуры облаков удивительно похожи, что указывает на сходные процессы формирования.
Ученые изучили две пыльные бури, которые произошли вблизи северного полюса Марса в 2019 году. Две камеры на борту Mars Express — камера визуального мониторинга (VMC) и стереокамера высокого разрешения (HRSC) — вместе с камерой MARCI на борту Mars Reconnaissance Orbiter НАСА запечатлели штормы с орбиты.
Последовательность изображений VMC показывает, что штормы, по-видимому, усиливаются и исчезают повторяющимися циклами в течение нескольких дней, демонстрируя общие черты и формы. Спиральные формы особенно заметны на изображениях HRSC. Длина спиралей составляет от 1000 до 2000 км, и их происхождение такое же, как у внетропических циклонов, наблюдаемых в средних и полярных широтах Земли. Изображения показывают, что марсианские пылевые бури состоят из равномерно расположенных облачных ячеек. Подобная текстура также видна в облаках в атмосфере Земли.
Знакомые текстуры формируются за счет конвекции, при которой горячий воздух поднимается вверх, потому что он менее плотный, чем окружающий его более холодный воздух. Здесь мы можем наблюдать закрытые конвективные ячейки с облачностью в центре и безоблачным пространством на периферии.
На Земле поднимающийся воздух содержит воду, которая конденсируется, образуя облака. Пылевые облака, запечатленные Mars Express, показывают тот же процесс, но на Марсе поднимающиеся столбы воздуха содержат пыль, а не воду. Солнце нагревает запыленный воздух, заставляя его подниматься и образовывать пыльные ячейки. Ячейки окружены участками оседающего воздуха, в которых меньше пыли. Это приводит к появлению зернистого рисунка.
Отслеживая движение ячеек, можно измерить скорость ветра. Ветер дует над облачными объектами со скоростью до 140 км/ч.
Результаты измерений показали, что пыль может подниматься примерно на 6-11 км над поверхностью, а ячейки имеют горизонтальные размеры 20-40 км.
Такая организованная ячеистая конвекция характерна не только для Земли и Марса: наблюдения венерианской атмосферы с помощью Venus Express показывают сходные закономерности.
Исследование было опубликовано в выпуске журнала Icarus от 15 ноября 2022 года.
0 
