ענן קרח שמופיע מדי בוקר ליד הר הגעש ארסיה מונס יכול להימתח עד כ־1,800 קילומטרים מערבה — ואז להיעלם בתוך שעות. שילוב של תצפיות חללית Mars Express של סוכנות החלל האירופית עם מודל מזג אוויר של מאדים מציע הסבר אפשרי לזנב הארוך: אדי מים עשויים להפוך ישירות לקרח, בלי להיעזר באבק או בחלקיקים אחרים. הוספת התהליך למודל עזרה לשחזר את צורת הענן, אך היווצרות הקרח עצמה לא נצפתה ישירות.
10
15
ענן בלי אבק — איך זה עובד?
בדרך כלל, עננים נוצרים כשאדי מים מתעבים על גבי חלקיקים זעירים, כמו אבק. החלקיקים משמשים מעין נקודת התחלה להיווצרות טיפות או גבישי קרח. לתהליך הזה קוראים נוקלאציה הטרוגנית — כלומר, היווצרות על גבי חומר קיים.
בענן של ארסיה מונס, מודלים שהתבססו על היווצרות קרח סביב חלקיקים לא הצליחו לשחזר את הזנב המוארך שנראה בתצפיות. כשהחוקרים הוסיפו למודל נוקלאציה הומוגנית — יצירת קרח ישירות מאדי מים, ללא חלקיקי אבק — ההתאמה לתצפיות השתפרה.
10
15
התנאים באזור עשויים לאפשר את התהליך החריג. ארסיה מונס מתנשא לגובה של כ־20 קילומטרים, ותנועת האוויר מעליו יכולה להרים אוויר לח כמה קילומטרים בתוך דקות. לפי תנאי המודל, האוויר מתקרר בכ־30 מעלות צלזיוס בתוך עשר דקות. בגובה של כ־45 קילומטרים יש מעט אבק, ובמודל מתקבלת על־רוויה קיצונית — מצב שבו כמות אדי המים באוויר גבוהה בהרבה מהכמות הצפויה ברוויה רגילה. אלה תנאים שחושבו במודל, ולא מדידה ישירה של היווצרות גבישי הקרח.
4
11
15
למה הענן מופיע בבוקר?
הענן מופיע שוב ושוב באביב ובקיץ של חצי הכדור הדרומי במאדים. הוא מתחיל להתפתח עוד לפני הזריחה במדרון המערבי של ארסיה מונס, מתפשט מערבה, ובהמשך מתפוגג כשהאוויר מתחמם בשעות הבוקר המאוחרות. מחזור החיים הקצר שלו — שעות ספורות בלבד — מקשה על חלליות לתפוס אותו בתצפיות.
5
14
Mars Express תיעדה את הענן ב־2018. בהמשך זיהו חוקרים את התופעה גם בתמונות ארכיון של משימת Viking 2 משנות ה־70. התיעוד הישן לא הביא את הענן לתשומת לב רחבה, בין היתר משום שהוא מופיע לזמן קצר בכל יום.
5
14
הסבר אפשרי, לא פתרון סופי
הוספת נוקלאציה הומוגנית עוזרת למודל להסביר את זנב הענן, אבל היא עדיין לא משחזרת את כל המאפיינים שנצפו. נדרשות תצפיות נוספות ושיפורים במודל כדי לבדוק עד כמה התהליך מסביר את מחזור החיים המלא של הענן.
10
15
נוקלאציה הומוגנית הוצעה כאפשרות גם עבור כדור הארץ ונוגה, אך לפי הדיווחים על המחקר, התהליך טרם נצפה באטמוספירה של כוכב לכת. אם מחקרים נוספים יאשרו שהוא אכן מתרחש במאדים, ייתכן שמודלים של עננים בעולמות אחרים יצטרכו להביא בחשבון שגם בתנאים קיצוניים קרח יכול להיווצר בלי אבק.
10
15