Холодный северный полярный вихрь Марса формирует сезонный озоновый слой
Уникальные наблюдения за зимними условиями в северном полярном вихре Марса показали, что температура внутри вихря значительно ниже, чем снаружи, а постоянная темнота в районе северного полюса способствует резкому росту концентрации озона в атмосфере.
«Атмосфера внутри полярного вихря, от поверхности до высоты около 30 километров, характеризуется экстремально низкими температурами — примерно на 40°C холоднее, чем за его пределами», — заявил доктор Кевин Олсен из Оксфордского университета, представивший результаты исследования на совместной встрече EPSC-DPS 2025 в Хельсинки на прошлой неделе.
При таких температурах остатки водяного пара в атмосфере замерзают и оседают на полярную шапку, что влияет на поведение озона. Обычно озон разрушается в реакциях с молекулами, которые образуются при расщеплении ультрафиолетом водяного пара. Однако при отсутствии воды озону не с чем взаимодействовать, что позволяет ему накапливаться внутри вихря.
«Озон — важный маркер химической активности атмосферы Марса. Его количество и колебания помогают понять, как атмосфера менялась со временем, и был ли у планеты защитный озоновый слой, подобный земному», — объяснил Олсен.
Ровер ESA «ЭкзоМарс Розалинд Франклин», запуск которого запланирован на 2028 год, будет искать следы древней жизни. Если подтвердится, что миллиарды лет назад Марс обладал озоновым слоем, это повысит шансы на то, что жизнь могла существовать на его поверхности, защищенной от смертоносного ультрафиолета.
Как формируется полярный вихрь на Марсе
Полярный вихрь возникает из-за сезонных изменений, вызванных наклоном оси Марса на 25,2 градуса. Как и на Земле, в конце северного лета над полюсом формируется атмосферный вихрь, который сохраняется до весны.
На Земле вихрь иногда дестабилизируется и смещается в средние широты, принося похолодание. Аналогичные процессы происходят и на Марсе, что позволяет изучать внутреннюю структуру вихря.
«Полярная зима на Марсе — это полная темнота, что затрудняет наблюдения. Но когда вихрь деформируется, мы получаем редкий шанс заглянуть внутрь», — отметил Олсен.
Исследование вихря
Команда Олсена использует данные орбитального аппарата ESA TGO (Trace Gas Orbiter). Его инструмент ACS (Atmospheric Chemistry Suite) анализирует атмосферу, изучая солнечный свет, проходящий через край планеты. Спектральные линии поглощения позволяют определить состав и распределение газов.
Однако во время полярной ночи метод не работает. Ученые отслеживают изменения вихря с помощью прибора Mars Climate Sounder на орбитальном аппарате NASA MRO, который измеряет температуру для определения границ вихря.
«Резкое падение температуры — верный признак нахождения внутри вихря. Сопоставление данных ACS и MRO выявило четкие различия в атмосфере внутри и снаружи вихря», — сказал Олсен. — Это открытие помогает глубже понять химию марсианской атмосферы и условия, способствующие накоплению озона».
Перспективы будущих исследований
Открытие сезонного озонового слоя ставит новые вопросы. Ученые планируют изучить, как изменения вихря влияют на глобальную циркуляцию атмосферы и климат Марса. Особый интерес представляет взаимодействие озона с другими газами в условиях низких температур. Миссия «Розалинд Франклин» может пролить свет на связь между историей озона и потенциальной древней биосферой.
Эти открытия также имеют значение для будущих пилотируемых миссий. Понимание динамики озона и ультрафиолетового излучения поможет разработать методы защиты оборудования и астронавтов. Кроме того, сезонные изменения озонового слоя могут служить индикатором климатических аномалий, таких как пылевые бури, влияющие на весь Марс. Ученые надеются, что дальнейшие исследования проложат путь к созданию точных климатических моделей, необходимых для освоения Красной планеты.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
