מדענים נדהמו: פוענחה הפיזיקה ה"בלתי אפשרית" של ענן הענק על מאדים

מאז תועד לראשונה על ידי גשושית חלל בשנת 2018, ענן מסתורי אחד על פני כוכב הלכת מאדים סירב להסתדר עם חוקי המטאורולוגיה המוכרים לאנושות. התופעה, המכונה AMEC (ענן ארסיה מונס המוארך), מתרחשת בדייקנות מפתיעה.

מדי בוקר, בעונות האביב והקיץ של מאדים, מתחיל להיווצר ענן דק בסמוך לפסגת הר הגעש הכבוי "ארסיה מונס". בתוך שעות הענן מתמתח ומתארך לממדי עתק - יותר מ-1,600 קילומטרים (שזה פחות או יותר המרחק בין תל אביב לטהרן בקו אווירי) - ואז מתפוגג לחלוטין ונעלם, רק כדי להיווצר שוב למחרת בבוקר. המחזוריות הזו נמשכת חודשים שלמים.

כעת, מחקר פורץ דרך שפורסם בכתב העת היוקרתי Nature Geoscience הצליח לבנות לראשונה הדמיה מדויקת של היווצרות הענן. המסקנה של צוות החוקרים הבינלאומי, בהובלת מדען הפלנטות חורחה הרננדס-ברנל מאוניברסיטת סורבון בפריז, מדהימה. כדי להסביר את התופעה, היה צורך להשתמש בפיזיקה קיצונית ו"אקזוטית", כזו שמופיעה בספרי הלימוד כתרחיש תיאורטי בלבד ושמעולם לא נצפתה בפועל באטמוספירה של אף כוכב לכת.

אדי מים שקופאים "יש מאין"

בכדור הארץ, הדרך שבה עננים נוצרים מוכרת לכל תלמיד בבית ספר: אדי מים מתקררים ומתעבים לטיפות או לגבישי קרח סביב "גרעיני התעבות" - חלקיקים זעירים הנישאים באוויר, כמו גרגרי אבק, רסס מלח ממי הים או פיח (תהליך המכונה התגרענות הטרוגנית). ללא חלקיק אבק ש"יתפוס" את אדי המים, קשה מאוד לענן להיווצר.

אלא שהענן במאדים פועל לפי מנגנון שונה לחלוטין - לפי התגרענות הומוגנית. בתהליך זה, אדי המים הופכים לגבישי קרח ישירות מתוך האוויר הנקי, בכוחות עצמם, ללא צורך בשום חלקיק אבק או עוגן פיזי.

"זה דומה למצב שבו טיפות מים של עיבוי יופיעו לפתע סתם כך באמצע חלל החדר, במקום להצטבר על גבי שמשת החלון", הסביר ד"ר הרננדס-ברנל. "זה משהו בלתי צפוי לחלוטין בטבע".

ובשפה פשוטה: תחשבו על מקלחת חמה ביום חורף. האדים החמים תמיד מתעבים על גבי המראה הקרה או הקרמיקה. המראה היא "נקודת האחיזה" שמאפשרת לאדים להפוך למים נוזליים. עכשיו דמיינו שבמקום להופיע על המראה, טיפות מים היו מתגבשות וצפות ישירות באמצע האוויר בחדר האמבטיה, בלי לגעת בשום קיר או רהיט.

זה בדיוק מה שקורה במאדים: הקור והתנאים הקיצוניים כופים על אדי המים לקפוא ישירות לגבישי קרח באוויר הפתוח, בלי שום גרגר אבק שיתמוך בהם.

מדענים שיערו בעבר כי תהליכים דומים עשויים להתרחש בשכבות העליונות של אטמוספירות בכוכבי לכת אחרים - כגון נוגה או אפילו בשכבות הגבוהות ביותר של כדור הארץ - אך התופעה מעולם לא נצפתה בפועל. הסיבה העיקרית היא שרמות הלחות החריגות הנדרשות לכך נחשבו לבלתי אפשריות.

למעשה, עד לפרסום המודל הנוכחי, החוקרים כלל לא ידעו שרמות לחות קיצוניות כאלה יכולות להתקיים באטמוספירה הדלילה והיבשה של מאדים.

"אין לנו על מאדים אפילו שבריר מכמות המידע שיש לנו על כדור הארץ, ולכן היכולת לשחזר את ענן ה-AMEC בצורה כה מדויקת היא הצלחה כבירה", סיכם הרננדס-ברנל. התגלית לא רק פותרת תעלומה אסטרונומית בת כמעט עשור, אלא מוכיחה שוב שפיזיקה שנחשבה לתיאוריה על הנייר בלבד - מתרחשת במלוא עוצמתה ממש מעבר לפינה, במערכת השמש שלנו".