Ученые обнаружили сезонный озоновый слой в полярном вихре Марса

Вид на северный полюс Марса, созданный на основе снимков космического аппарата Mars Express Европейского космического агентства с применением топографических данных. Авторы: ESA/DLR/FU Berlin/NASA MGS MOLA Science Team

Ученые получили редкую возможность изучить суровые зимние условия над северным полюсом Марса. Внутри полярного вихря планеты температура резко падает — примерно на 40 градусов Цельсия ниже, чем снаружи, а непрерывная темнота долгой марсианской зимы позволяет уровню озона в атмосфере резко возрастать.

«Атмосфера внутри полярного вихря, от поверхности до высоты около 30 километров, характеризуется экстремально низкими температурами — примерно на 40 градусов Цельсия холоднее, чем снаружи вихря», — заявил доктор Кевин Олсен из Оксфордского университета, представивший результаты на совместной встрече EPSC-DPS2025 в Хельсинки.

При таких экстремально низких температурах небольшое количество водяного пара в атмосфере Марса замерзает и оседает на полярной ледяной шапке. Это изменение оказывает поразительное влияние на уровни озона. Обычно озон разрушается при реакции с молекулами, образующимися при расщеплении ультрафиолетовым солнечным светом водяного пара. Но когда пар полностью замерзает, эти реакции прекращаются. Поскольку озону больше нечем разрушаться, он начинает накапливаться внутри вихря.

«Озон — очень важный газ на Марсе. Это высокореактивная форма кислорода, которая показывает, насколько быстро происходит химия в атмосфере», — объяснил Олсен. «Понимая, сколько озона присутствует и насколько он изменчив, мы больше узнаем о том, как атмосфера менялась со временем, и даже о том, был ли у Марса когда-то защитный озоновый слой, как на Земле».

Ровер ExoMars Rosalind Franklin Европейского космического агентства, запуск которого запланирован на 2028 год, будет искать следы древней жизни на планете. Если у Марса когда-то был озоновый слой, защищавший поверхность от ультрафиолетового излучения, этот защитный барьер мог сделать планету гораздо более благоприятной для жизни миллиарды лет назад.

Для изучения вихря Олсен работает с орбитальным аппаратом ExoMars Trace Gas Orbiter, находящимся на орбите Марса. Космический аппарат изучает атмосферу, наблюдая за краем планеты, когда Солнце находится с противоположной стороны и светит через атмосферу. Однако эта техника не работает во время полной темноты марсианской зимы, когда Солнце не поднимается над северным полюсом.

«Мы искали резкое падение температуры — верный признак нахождения внутри вихря», — сказал Олсен. «Сравнение наблюдений с результатами измерений температуры показывает четкие различия в атмосфере внутри вихря по сравнению с внешней средой. Это увлекательная возможность узнать больше о химии марсианской атмосферы и о том, как условия меняются во время полярной ночи, позволяя озону накапливаться».