Зонд Mars Express и его спектрометр SPICAM собрали свидетельства того, что пересыщенное состояние пара совершенно естественно для атмосферы Красной планеты, причём коэффициент насыщения зачастую превосходит величины, встречающиеся в атмосфере Земли.
Французские метеорологи и их российские коллеги из Института космических исследований РАН собрали свидетельства того, что пересыщенное состояние водяного пара совершенно естественно для атмосферы Марса.
Как известно, атмосфера Красной планеты содержит в 10 000 раз меньше водяного пара, чем земная. Толщина слоя на поверхности Марса, который образовала бы вся его атмосферная вода, составила бы лишь около 10 мкм. Тем не менее пар считается одним из наиболее изменчивых компонентов атмосферы, и его сезонные и широтные вариации изучаются уже не один десяток лет.
Гораздо хуже дело обстоит с данными по вертикальному распределению водяного пара в марсианской атмосфере. Первые прямые измерения такого рода, выполненные советским аппаратом «Фобос-2», оказались весьма интересными: на высоте около 25 км концентрация резко снижалась, а в прилегающих слоях — оставалась практически неизменной. Снижение посчитали результатом превращения пара в лёд, отметив, что в соответствующем интервале высот был обнаружен облачный слой; охарактеризовать распределение пара во всей атмосфере учёные, однако, не могли, так как длительность наблюдений «Фобоса-2», захвативших узкую экваториальную область планеты, не достигла даже одного марсианского месяца.
Другой экспериментальной информации сравнимого качества не было, и вертикальную структуру атмосферной воды приходилось оценивать по результатам непрямых измерений и моделирования. При этом разработчики большинства климатических моделей предполагали, что пресыщенный водяной пар в атмосфере Марса существовать не может. Чтобы такая гипотеза работала, ей необходим механизм конденсации, действующий незамедлительно и повсеместно. В реальности любой идеальный механизм, разумеется, даёт сбои: когда центров конденсации (на Марсе таковыми считаются пылевые частицы) не хватает, в атмосфере обязательно будет оставаться «лишний» пар. В верхней тропосфере Земли такое происходит достаточно часто.
Новые измерения, проведённые зондом Mars Express, показали, что недостаточно эффективная конденсация характерна и для атмосферы Марса. В отличие от «Фобоса-2», Mars Express и установленный на его борту спектрометр SPICAM отслеживали вертикальное распределение водяного пара на значительном временнóм промежутке и изучили оба полушария.
На рисунке выше хорошо видно, что пересыщенный пар (пересыщение наблюдается в тех случаях, когда коэффициент насыщения превышает единицу) встречается в широком интервале высот и в южном, и в северном полушариях. Интересно, что коэффициент насыщения зачастую превышает 5, тогда как в тропосфере Земли он редко превосходит 1,5.
Данные Mars Express заставят теоретиков скорректировать модели глобального влагооборота на Марсе и пересмотреть оценки объёма воды, отпускаемой планетой в космическое пространство. Поток теряемых Марсом атомов кислорода и водорода, которые образуются в результате фотодиссоциации водяного пара, пропорционален общему содержанию воды в атмосфере на высоте, превышающей 20 км; поскольку это содержание, очевидно, недооценивалось, расчётная интенсивность потока также должна возрасти.
Полная версия отчёта опубликована в журнале Science.
Подготовлено по материалам Французского национального центра научных исследований.
Просмотров 
