研究チームは、2018年に宇宙探査機によって観測されて以来、科学者たちを困惑させてきた、火星上空で1,000マイル以上にわたって広がる巨大で薄い雲の出現メカニズムを初めて説明する数学的およびコンピュータモデルの開発に成功した。
科学的に「拡張型アルシア・モンズ雲（AMEC）」として知られるこの雲は、火星の春と夏の季節に、アルシア・モンズ火山付近で毎朝繰り返し形成される。この雲は、完全に消散する前に巨大な距離まで徐々に拡大し、このサイクルが数ヶ月間にわたって繰り返される。
学術誌「Nature Geoscience」に掲載された研究のリーダーであり、パリのソルボンヌ大学の研究員であるホルヘ・ヘルナンデス＝ベルナル氏は、この現象のシミュレーションには、教科書で教えられているものの、通常は自然界では起こり得ないとされ、これまでどこでも観察されてこなかった高度な理論物理学の導入が必要であったと指摘した。
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地球では、通常、水蒸気が塵や塩などの浮遊する微粒子が存在することで、水滴や氷の結晶へと変化するときに雲が形成される。しかし、新しいモデルは、火星の雲が「均質核形成（Homogeneous Nucleation）」として知られるプロセスを通じて形成されている可能性を示唆している。これは、浮遊粒子による助けを借りることなく、水蒸気が直接、自発的に氷の結晶へと変化するプロセスである。
この現象は、窓ガラスに結露が生じるのではなく、部屋の中央で凝縮水滴が現れるようなものであり、わずか10分間で30度も急降下する極端な低温と、地球で測定されたどの値よりも10万倍以上高い相対湿度を伴う、非常に過酷な条件を必要とする。
火山と火星環境の役割
標高65,000フィートのアルシア・モンズ火山は、このサイクルにおいて中心的な役割を果たしている。風が火山に衝突すると、強力な波が発生し、数分以内に湿った空気を大気の上層へと押し上げる。金星や地球といった他の天体の大気でも同様の現象が起こると想定されているが、火星の表面においてこれほど高いレベルの大気中の湿度が再現され、説明されたのは今回が初めてである。