Κολοσσιαίο σύννεφο 1,800 χλμ. στον Άρη είναι προϊόν «εξωτικής Φυσικής»

Επιστήμονες κατάφεραν να λύσουν ένα από τα πιο δυσεξήγητα μυστήρια του Άρη: το αίνιγμα ενός γιγάντιου νέφους που θεωρούνταν «αδύνατο» να σχηματιστεί.

Κάθε ημέρα κατά τη διάρκεια της άνοιξης και του φθινοπώρου μια τεράστια ουρά παγωμένων υδρατμών εμφανίζεται πάνω από το ηφαιστειακό όρος Arsia Mons στον Κόκκινο Πλανήτη το οποίο φτάνει σε ύψος τα 20 χιλιόμετρα. Το νέφος σχηματίζεται, μεγαλώνει και εξασθενεί σε καθημερινή βάση φτάνοντας στο εντυπωσιακό μήκος των 1,800 χιλιομέτρων προτού εξαφανιστεί εξίσου γρήγορα.

Γνωστό ως Επιμήκες Νέφος του Arsia Mons (Arsia Mons Elongated Cloud – AMEC) αυτό το φαινόμενο, που μοιάζει να αψηφά τους φυσικούς νόμους, προβληματίζει τους επιστήμονες από τότε που εντοπίστηκε για πρώτη φορά, το 2018. Τώρα οι ειδικοί εκτιμούν ότι αυτός ο παράξενος σχηματισμός μπορεί να οφείλεται σε ορισμένα ιδιαίτερα «εξωτικά» φαινόμενα Φυσικής.

Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Δρ. Χόρχε Χερνάντζεζ-Μπερνάλ από το Πανεπιστήμιο της Σορβόννης δήλωσε: «Για να αναπαραγάγουμε το AMEC στα μοντέλα μας, διαπιστώσαμε ότι έπρεπε να συμπεριλάβουμε κάποια εξωτική φυσική, φαινόμενα που αν και περιγράφονται στα εγχειρίδια αντιμετωπίζονται ως θεωρητικά και συνήθως θεωρείται ότι δεν συμβαίνουν στη φύση. Μόλις συμπεριλάβαμε αυτή τη φυσική στις προσομοιώσεις μας, το AMEC εμφανίστηκε ακριβώς όπως ελπίζαμε».

Οι επιστήμονες πιστεύουν πλέον ότι το νέφος σχηματίζεται μέσω ενός ασυνήθιστου φυσικού φαινομένου που ονομάζεται ομογενής πυρήνωση. Η διαδικασία αυτή επιτρέπει στα σταγονίδια νερού να συμπυκνώνονται χωρίς να χρειάζονται σωματίδια πάνω στα οποία θα μπορούσαν να σχηματιστούν. Οι επιστήμονες κατανοούν σε μεγάλο βαθμό την ατμόσφαιρα του Άρη και τις διαδικασίες σχηματισμού των νεφών. Ωστόσο, το AMEC αποτελεί μια εξαιρετικά ασυνήθιστη περίπτωση.

«Αυτό που δυσκόλευε την κατανόησή του ήταν ότι το νέφος φαίνεται να σχηματίζει τη μακριά ουρά του μέσω επέκτασης από το σημείο προέλευσής του, δίπλα στο Arsia Mons. Ωστόσο λόγω του μεγάλου υψομέτρου του δεν μπορεί να οφείλεται στη μεταφορά νερού από την επιφάνεια. Οι μεταβολές της θερμοκρασίας πρέπει να αποτελούν τον βασικό παράγοντα αλλά σε μια τέτοια περίπτωση θα περιμέναμε κανονικά το νέφος να εξαφανίζεται όταν η θερμοκρασία αυξάνεται ξανά, μετά τον αρχικό σχηματισμό του κοντά στο Arsia Mons».

Παράλληλα όταν οι επιστήμονες επιχείρησαν να αναπαραγάγουν το AMEC μέσω προσομοίωσης σε υπολογιστή δεν κατάφεραν να πετύχουν αποτελέσματα που να συμφωνούν με τις πραγματικές παρατηρήσεις του διαστημικού σκάφους Mars Express του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA).

Απροσδόκητο

Στη Γη τα νέφη σχηματίζονται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ετερογενής πυρήνωση. Σε αυτήν οι υδρατμοί συμπυκνώνονται γύρω από ένα μικροσκοπικό σωματίδιο που αιωρείται στην ατμόσφαιρα. Το σωματίδιο αυτό μπορεί να είναι ένας κόκκος γύρης, ένας κόκκος αλατιού, αιθάλη ή στην περίπτωση του Άρη σκόνη που έχει παρασυρθεί από τις ερήμους της επιφάνειας.

Ωστόσο φαίνεται ότι αυτή η διαδικασία δεν εξηγεί τον σχηματισμό του τεράστιου νέφους που εμφανίζεται καθημερινά γύρω από το Arsia Mons. Αντίθετα σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Geoscience» οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι τα σταγονίδια στο AMEC συμπυκνώνονται χωρίς να χρειάζονται καθόλου σωματίδια για να σχηματιστούν γύρω τους.

«Οι υδρατμοί μετατρέπονται απευθείας σε παγωμένα σωματίδια νέφους, χωρίς κανένα ενδιάμεσο στάδιο. Είναι σαν να εμφανίζονται σταγονίδια συμπύκνωσης στη μέση ενός δωματίου και όχι πάνω σε ένα παράθυρο. Ονομάζουμε αυτή τη διαδικασία ομογενή πυρήνωση και δεν την έχουμε παρατηρήσει ποτέ στο παρελθόν σε ατμόσφαιρα άλλου πλανήτη. Είναι κάτι εντελώς απροσδόκητο» λέει ο Μπερνάλ.

Ορισμένοι επιστήμονες είχαν προτείνει στο παρελθόν ότι αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να συμβαίνει στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας της Γης και της Αφροδίτης, ωστόσο δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ. Οι ερευνητές εκτιμούν πλέον ότι ο μοναδικός συνδυασμός της αραιής ατμόσφαιρας του Άρη και του τεράστιου ύψους του Arsia Mons δημιουργεί τις σπάνιες συνθήκες που απαιτούνται για τον σχηματισμό αυτού του ασυνήθιστου νέφους.

Καθώς ο άνεμος περνά πάνω από το Άρσια Μονς, δημιουργείται ένα ισχυρό ατμοσφαιρικό κύμα που παρασύρει γρήγορα τον υγρό αέρα προς τα πάνω. Αυτό προκαλεί πτώση της θερμοκρασίας και αύξηση της σχετικής υγρασίας, οδηγώντας στην ομογενή πυρήνωση που απαιτεί εξαιρετικά συγκεκριμένες συνθήκες με ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα υγρασίας.

«Στην καθημερινή μας ζωή είναι ασυνήθιστο να παρατηρούμε σχετική υγρασία μεγαλύτερη από 100%, αλλά για να συμβεί ομογενής πυρήνωση χρειαζόμαστε επίπεδα περίπου 100,000 φορές υψηλότερα» αναφέρει ο Μπερνάλ. Παρά το πόσο ασυνήθιστο είναι το φαινόμενο, μόλις οι επιστήμονες ενσωμάτωσαν αυτή τη διαδικασία στην προσομοίωσή τους, το μοντέλο άρχισε να παράγει αποτελέσματα που ταίριαζαν με το πραγματικό AMEC.

Οι ερευνητές πιστεύουν πλέον ότι ο μοναδικός συνδυασμός της αραιής ατμόσφαιρας του Άρη και του τεράστιου ύψους του Arsia Mons δημιουργεί τις σπάνιες συνθήκες που απαιτούνται για τον σχηματισμό αυτού του εξωτικού νέφους. Καθώς ο άνεμος περνά δίπλα από το Arsia Mons ο κύριος όγκος του ηφαιστείου δημιουργεί ένα ισχυρό κύμα που ωθεί μάζες υγρού αέρα αρκετά χιλιόμετρα ψηλότερα μέσα σε λίγα μόλις λεπτά.

Η διαδικασία αυτή ψύχει γρήγορα την ατμόσφαιρα προκαλώντας πτώση της θερμοκρασίας κατά 30 βαθμούς Κελσίου μέσα σε μόλις 10 λεπτά και απότομη αύξηση της υγρασίας. Οι συνθήκες αυτές επιτρέπουν στους υδρατμούς να μετατρέπονται απευθείας σε παγωμένα σωματίδια νέφους, δημιουργώντας τον τεράστιο σχηματισμό που παρατηρείται από τροχιά γύρω από τον πλανήτη ως AMEC.

Παρότι ορισμένες λεπτομέρειες του μοντέλου δεν συμφωνούν απόλυτα με το πραγματικό νέφος, οι ερευνητές χαρακτηρίζουν τα αποτελέσματα «εντυπωσιακά». Καθώς γνωρίζουμε πολύ λιγότερα για την ατμόσφαιρα του Άρη σε σύγκριση με εκείνη της Γης, το γεγονός ότι το υπολογιστικό μοντέλο πλησιάζει τόσο πολύ την πραγματικότητα αποτελεί ένδειξη ότι οι ερευνητές βρίσκονται στον σωστό δρόμο.

Και αν η ομογενής πυρήνωση συμβαίνει πράγματι στην ατμόσφαιρα του Άρη, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι ο Κόκκινος Πλανήτης είναι ένα πολύ πιο παράξενο μέρος απ’ όσο πίστευαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες. «Δεν είχαμε παρατηρήσει ξανά τέτοιες συνθήκες στον Άρη, αλλά τα ευρήματά μας δείχνουν πλέον με ισχυρές ενδείξεις ότι η υγρασία στον πλανήτη μπορεί πράγματι να φτάσει σε αυτά τα ακραία επίπεδα» αναφέρει ο Μπερνάλ.

Naftemporiki.gr