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 тысяч раз меньше водяного пара, чем земная. Толщина слоя на поверхности Марса, образованного всей его атмосферной водой, 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.

Куда хуже обстоит дело 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. Однако охарактеризовать распределение пара во всей атмосфере учёные 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 пересыщенный водяной пар в атмосфере Марса существовать не может.

Чтобы гипотеза стала абсолютно верной, необходимо сделать действие механизма конденсации мгновенным и повсеместным. В реальности идеальный механизм, разумеется, будет давать сбои: когда центров конденсации (на Марсе таковыми считаются пылевые частицы) не хватает, в атмосфере остаётся «лишний» пар. В верхней тропосфере Земли, к примеру, 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.

Источник: science.compulenta.ru