Дослідники марсіанської атмосфери встановили механізм формування протяжної хмари, що виникає біля підніжжя вулкана Арсія. Цей об’єкт, відомий як витягнута хмара Арсія Монс, сягає довжини 1800 кілометрів та з’являється циклічно протягом весняного та осіннього сезонів. Висота вулкана, яка становить 20 кілометрів, створює умови для швидкого підйому вологих повітряних мас. Попередні спроби моделювання явища за допомогою стандартних фізичних параметрів не дозволяли відтворити структуру хмари, яка спостерігається орбітальним апаратом Mars Express з 2018 року.
Ключовим фактором виявився процес, що отримав назву гомогенна нуклеація. У земних умовах утворення хмар відбувається шляхом гетерогенної нуклеації, коли пара конденсується навколо дрібних часток пилу, солі або пилку. На Марсі, згідно з результатами симуляції, водяна пара переходить у крижані частки без участі сторонніх ядер конденсації. Цей процес вимагає надзвичайно високих показників відносної вологості, які перевищують звичні значення у 100 000 разів, що раніше вважалося теоретично можливим, але практично не зафіксованим у планетних атмосферах.
Фізичний механізм реалізується під час руху вітру через перешкоду у вигляді вулкана. Масивна споруда змушує повітря стрімко підніматися на кілька кілометрів вгору протягом лічених хвилин. Температура атмосфери в цей час знижується на 30 градусів Цельсія, що спричиняє різке зростання вологості. Створені умови дозволяють парі миттєво перетворюватися на крижані кристали, формуючи видимий з космосу шлейф. Після зниження динамічного впливу рельєфу хмара швидко розсіюється, що відповідає спостережуваним даним щодо щоденної зміни її контурів.
Науковий колектив під керівництвом Хорхе Ернандеса-Берналя з Університету Сорбонни підтвердив, що включення цих фізичних параметрів у комп’ютерні моделі дає результати, близькі до реальних спостережень. Отримані дані вказують на те, що вологість у верхніх шарах атмосфери Марса може досягати значень, необхідних для такого типу фазового переходу води. Хоча модель не ідеально збігається з усіма візуальними характеристиками хмари, дослідники вважають цей крок суттєвим прогресом у розумінні специфічних атмосферних процесів на Марсі.
Аналіз підтверджує, що планета володіє складнішими механізмами взаємодії повітряних мас, ніж передбачалося раніше. Виявлення гомогенної нуклеації в природних умовах змінює уявлення про фізику хмар у розрідженій атмосфері. Подальші дослідження будуть спрямовані на вивчення інших локацій, де подібні умови можуть існувати через комбінацію топографічних особливостей та температурних перепадів. Вивчення цих процесів залишається важливим завданням для інтерпретації даних, які надходять з орбітальних станцій та наземних дослідницьких апаратів.
