Утреннее облако над марсианским вулканом Арсия может возникать благодаря образованию льда непосредственно из водяного пара, без участия пылевых частиц. К такому выводу пришли исследователи, сопоставив наблюдения аппарата Mars Express Европейского космического агентства с результатами метеорологического моделирования. Подобный механизм ранее не наблюдали ни в одной планетной атмосфере.
Облако появляется каждое утро весной и летом в южном полушарии Марса, когда на планете продолжается пылевой сезон. Оно формируется с подветренной стороны вулкана Арсия, высота которого достигает 20 километров, и иногда вытягивается на 1800 километров — почти вдвое дальше, чем протяжённость Великобритании. Затем облако быстро испаряется, а весь цикл повторяется в течение нескольких месяцев.
Арсия образует орографическое облако — такое явление возникает, когда воздушные потоки проходят над горным рельефом. Согласно расчётам, вулканическая гора создаёт мощную волну, которая за несколько минут поднимает влажные воздушные массы на несколько километров. При подъёме температура воздуха за десять минут снижается на 30 градусов, а относительная влажность резко возрастает; сочетание разреженной атмосферы Марса и большой высоты вулкана создаёт необходимые условия.
На Земле водяной пар обычно конденсируется на микроскопических частицах соли, пыльцы, сажи или пыли. На Марсе пылевые частицы считались основой для формирования облаков, однако для удлинённого облака над Арсией, вероятно, действует другой процесс. «Водяной пар превращается непосредственно в ледяные частицы облака без промежуточного этапа. Это похоже на появление капель конденсата посреди комнаты, а не на окне. Мы называем это гомогенной нуклеацией, и прежде никогда не наблюдали её в планетной атмосфере. Это совершенно неожиданно», — сказал ведущий автор исследования Хорхе Эрнандес-Берналь из LMD/CNRS/Университета Сорбонны.
Для такой нуклеации требуется относительная влажность, более чем в 100 тысяч раз превышающая обычные земные значения. Учёные предполагали, что подобные условия могут существовать в верхних слоях атмосфер Земли и Венеры, но наблюдений этого явления не было. «Мы прежде не видели таких условий на Марсе, но теперь наши результаты убедительно показывают, что влажность планеты действительно может достигать экстремальных значений», — отметил Эрнандес-Берналь.
Данные для модели собирали с помощью трёх камер Mars Express: Visual Monitoring Camera, High-Resolution Stereo Camera и OMEGA. Аппарат впервые обнаружил облако в 2018 году и благодаря многолетним наблюдениям позволил проследить его изменения; вместе с ExoMars Trace Gas Orbiter он относится к немногим аппаратам на орбите Марса, способным наблюдать облако утром. «Mars Express может отслеживать изменения облака в течение нескольких часов, что даёт нам уникальную возможность изучать краткоживущие явления на планете», — сказал научный руководитель проекта Mars Express Колин Уилсон. Результаты опубликованы 7 октября 2026 года в журнале Nature Geoscience в статье «Homogeneous ice nucleation from water vapour suggested by elongated clouds on Mars»; исследование поддержали CNES и Европейский исследовательский совет в рамках программы Horizon 2020.