Анализ аэрозолей Марса раскрывает механизмы переноса пыли и облаков

Ученые из Института космических исследований РАН и их коллеги из Франции провели масштабное исследование, посвященное анализу аэрозолей в атмосфере Марса. Результаты работы, опубликованные в Journal of Geophysical Research: Planets, позволяют лучше понять климатические процессы на Красной планете и их влияние на распределение пыли и облаков.

Почему аэрозоли важны для климата Марса

Пыль и водяной лед — постоянные компоненты марсианской атмосферы. Они играют ключевую роль в регулировании температурного режима планеты и могут искажать данные о других атмосферных составляющих. Понимание их пространственной и временной изменчивости критически важно для усовершенствования моделей общей циркуляции атмосферы Марса.

Методика исследования

Авторы работы, возглавляемые Анной Федоровой, использовали данные солнечных затмений, полученные инфракрасным спектрометром SPICAM на борту орбитального аппарата Mars Express. Эти наблюдения охватывают девять марсианских лет (с 28-го по 36-й год).

Поскольку спектрометр не мог напрямую различать типы частиц, исследователи применили новый метод, сочетающий данные прибора Mars Climate Sounder и прогнозы климатических моделей. Это позволило идентифицировать пыль и водяной лед в атмосфере.

Основные открытия

Анализ данных выявил несколько ключевых особенностей:

• Высота подъема частиц: во время перигелия (ближайшей точки к Солнцу) частицы аэрозолей могут достигать высоты до 80 км.
• Размер частиц: их размер остается относительно стабильным на разных высотах.
• Механизм распределения: распределение пыли на Марсе определяется в основном динамикой атмосферы и горизонтальным переносом, а не турбулентным перемешиванием против силы тяжести.

Это означает, что частицы пыли могут переноситься на большие расстояния, поднимаясь и перемещаясь под действием атмосферных потоков.

Сезонные и пространственные особенности

Исследование предоставило детальную климатологию основных атмосферных образований Марса:

• Полярные облачные шапки (Polar Hood Clouds): сезонные образования в полярных регионах.
• Афелионный облачный пояс (Aphelion Cloud Belt): облачный пояс, формирующийся в период афелия (наиболее удаленной точки от Солнца).
• Месосферные облака: высокие облака на высотах 70–90 км, обнаруженные во время пылевых бурь.

Особое внимание привлекли высокие облака, обнаруженные на высотах 70–90 км во время пылевых событий. Это подтверждает усиленный перенос водяного пара в верхние слои атмосферы как во время глобальных, так и региональных пылевых бурь. Полученные данные согласуются с одновременными наблюдениями прибора Atmospheric Chemistry Suite на борту аппарата Trace Gas Orbiter.

Визуализация данных

На рисунке показано, как слои водяного льда изменяются в зависимости от широты и сезона (Ls). Диаграмма включает:

• (a) Высота облачного слоя в километрах.
• (b) Оптическая толщина облаков.
• (c) Средний размер ледяных частиц в микрометрах.
• (d) Плотность частиц в слое (числовая концентрация).

Цвет фона отражает количество пыли в атмосфере (по данным Montabone et al. [2015]): красные области указывают на высокий уровень пыли, темно-синие — на низкий. Черные кружки отмечают районы, где водяные облака не были обнаружены. Источник: Fedorova et al. [2026], Figure 12.

Выводы и значение для науки

Результаты исследования демонстрируют, что крупномасштабная атмосферная динамика, а не локальные процессы, контролирует вертикальное распределение аэрозолей на Марсе. Это имеет важные последствия для:

• Понимания механизмов переноса воды в верхние слои атмосферы.
• Изучения эволюции климата планеты.
• Улучшения моделей общей циркуляции атмосферы Марса.

Как отмечают редакторы журнала, «эти наблюдения меняют наше представление о том, как аэрозоли распределяются в атмосфере Марса».

Библиографическая ссылка

Fedorova, A. A., Luginin, M., Montmessin, F., Korablev, O. I., Bertaux, J.-L., Stcherbinine, A., & Lefèvre, F. (2026). Multiyear monitoring of aerosol vertical distribution on Mars by SPICAM IR/MEX. Journal of Geophysical Research: Planets, 131, e2025JE009388. https://doi.org/10.1029/2025JE009388

Редакторы: Арианна Пиччиалли (Arianna Piccialli) и Беатрис Санчес-Кано (Beatriz Sanchez-Cano), Journal of Geophysical Research: Planets

© 2026. Авторы. Лицензия CC BY-NC-ND 3.0. Все права на изображения защищены, если не указано иное. Любое использование без разрешения владельца авторских прав запрещено.