На Марсе обнаружили два вида аэрозолей

Ученые обнаружили на Марсе два типа аэрозолей — мелких частиц в атмосфере, которые являются одними из главных "шестеренок" климатического механизма планеты. Их размеры, количество, распределение и состав определяют, сколько солнечного тепла и как получают атмосфера и поверхность планеты.

Наполняющая марсианский «воздух» пыль не однородна: в ней есть и зерна льда, и частицы аэрозоля диаметром в сотые доли микрометра.

Международная группа ученых, в которую входят сотрудники Института космических исследований РАН и Лаборатории инфракрасной спектроскопии планетных атмосфер высокого разрешения Московского физико-технического института, открыла интересную особенность марсианской атмосферы.

Анна Федорова, Александр Родин и Олег Кораблев совместно с французскими специалистами из Парижской обсерватории и исследовательского центра LATMOS изучили данные созданного в России ультрафиолетового и инфракрасного спектрометра SPICAM, который работает на борту европейского космического зонда Mars Express. Прибор получал спектры марсианской атмосферы во время прохождения через нее солнечных лучей. Сравнение этих спектров с «чистым» спектром Солнца дало возможность понять, как распределяются различные твёрдые частицы в атмосфере Марса.

Оказалось, что наполняющая марсианский «воздух» пыль не однородна. Она состоит из двух фракций. Первая, более грубая, образована зернами льда размером около микрометра вперемешку с несколько меньшими по размеру частицами пыли. Вторая фракция намного тоньше: она представляет собой аэрозоль с диаметром частиц в десятки раз меньше, около 0,05 микрометров. Концентрация частиц обоих типов в атмосфере Марса оказалась весьма небольшой. Даже в наиболее «запыленных» районах (на высоте около 20 километров) насчитывается около трех тысяч частиц мелкой фракции на кубический сантиметр, а крупной фракции еще меньше: не более двух частиц в том же объеме. По земным меркам воздух с таким содержанием пыли можно считать достаточно чистым (в обычной комнате пыли на порядки больше), но, как утверждают астроклиматологи, аэрозоли играют ключевую роль в формировании климата планеты.

Данные о том, как пыль распределена в атмосфере по высоте и по географическим координатам, необходимы для полноценного понимания физики газовой оболочки Марса. Кроме того, найденная учеными пылевая фракция указывает на способность марсианских пыльных бурь поднимать на большие высоты значительные объемы вещества с поверхности. Фотографии знаменитых «пылевых дьяволов» на Марсе хорошо известны, теперь же мы можем предположить и некоторые их характеристики.

Авторы исследования указывают, что обнаружение мелкой пыли в атмосфере противоречит ранее полученным данным о наличии на тех же высотах перенасыщенного пара, ведь пар в присутствии посторонних частиц должен был конденсироваться и формировать облака. Противоречие предлагается разрешить учетом особо низких, порядка −110oC, температур, при которых процесс роста ледяных зерен существенно замедляется. Изучение процесса формирования облаков в верхних слоях атмосферы важно не только в контексте исследования Марса, но и в контексте физики атмосферы как таковой: аналогичные процессы могут протекать и на Земле.

Аппарат Mars Express принадлежит Европейскому космическому агентству и запущен еще в 2003 году российской ракетой-носителем «Союз-ФГ» с космодрома Байконур. Помимо спектрометра SPICAM, на нем установлено еще три прибора, которые сделаны при участии наших ученых: фурье-спектрометр PFS, гиперспектрометр OMEGA и масс-спектрометр ASPERA.

Результаты исследований опубликованы в журнале Icarus