Марс мог повлиять на длительность ледниковых периодов на Земле

Группа исследователей под руководством Стивена Кейна из Калифорнийского университета провела серию компьютерных симуляций, в которых «виртуальная» масса Красной планеты варьировалась от нулевого до десятикратного превышения его реальной массы. Ученые отслеживали, как эти изменения сказываются на орбитальных параметрах Земли в масштабах миллионов лет. Результаты показывают, что Марс играет ключевую роль в определении времен года на нашей планете.

Климат Земли на протяжении миллионов лет менялся, переходя от ледникового периода к более теплому. Это было обусловлено незначительными изменениями орбиты нашей планеты и наклона ее оси. Такие колебания, известные как циклы Миланковича, происходят потому, что Земля не вращается вокруг Солнца изолированно. Гравитационное притяжение других планет постоянно влияет на нашу планету, медленно изменяя траекторию ее орбиты, наклон ее оси и направление, в котором направлены ее полюса. Астрономам давно известно, что Юпитер и Венера играют важную роль в этих циклах, однако новый анализ показывает, что Марс тоже вносит вклад в климатические ритмы Земли.

Во всех сценариях моделирования неизменной оставалась одна характеристика — 405-тысячелетний цикл изменения эксцентриситета орбиты Земли, который вызывается гравитационным взаимодействием Венеры и Юпитера. Этот «метроном» работает независимо от массы Марса, обеспечивая устойчивый ритм, лежащий в основе изменений климата Земли. Однако более короткие циклы продолжительностью около 100 тыс. лет, которые сопровождают переход ледникового периода, в решающей степени зависят именно от Красной планеты. По мере того как ее масса в моделях увеличивалась, эти циклы становились длиннее и мощнее, что соответствовало усилению взаимосвязи между орбитальными движениями внутренних планет Солнечной системы.

Самое поразительное открытие ожидало ученых в сценарии, где масса Марса была близка к нулю. В этом случае полностью исчезал важнейший долгосрочный климатический паттерн — так называемый «великий цикл» продолжительностью 2,4 млн лет, который вызывает долгосрочные колебания климата. Его существование оказалось возможным только благодаря тому, что Марс обладает достаточной массой для создания правильного гравитационного резонанса с Землей. Этот сверхдолгий цикл, связанный с медленным вращением орбит двух планет, влияет на количество солнечного света, которое получает наша планета на протяжении миллионов лет.

Выяснилось также, что от гравитационного воздействия Марса зависит и наклон земной оси. Известный 41-тысячелетний цикл изменения наклонной плоскости, который фигурирует в геологических записях, удлиняется по мере того, как Марс становится более массивным при моделировании. Если бы Марс был в 10 раз массивнее, этот цикл длился бы от 45 до 55 тыс. лет, что кардинально изменило бы привычную картину наступления и отступления ледяного покрова.

Новое открытие позволяет не только понять прошлое нашей планеты, но и оценить обитаемость далеких землеподобных миров. Изучая, как планеты-соседи влияют на климат Земли, астрономы могут лучше предсказывать, как будут вести себя похожие экзопланеты в других системах. Планета земной группы с массивным соседом в правильной орбитальной конфигурации может испытывать изменения климата, которые предотвращают внезапное замерзание или делают сезоны более благоприятными для жизни. Таким образом, исследование наглядно демонстрирует, что земные циклы Миланковича связаны не только с Землей и Солнцем.

Ранее исследователи рассчитали точное время на Марсе. Оказалось, что атомные часы на Красной планете будут уходить вперед относительно земных в среднем на 477 микросекунд каждые сутки.

Картина Хендрика Аверкампа