Профессор планетарной астрофизики Калифорнийского университета в Риверсайде Стивен Кейн изначально скептически относился к исследованиям, связывающим древние климатические изменения Земли с гравитационным воздействием Марса. Эти работы предполагали, что слои донных осадков в океанах отражают климатические циклы, на которые влияет красная планета, несмотря на ее небольшую массу и удаленность.
«Я знал, что Марс оказывает какое-то влияние на Землю, но предполагал, что оно очень незначительно. Я думал, что его гравитационное влияние слишком мало, чтобы его можно было легко наблюдать в геологической истории Земли. Я решил проверить свои собственные предположения», — поделился Кейн.
Для этого ученый провел компьютерное моделирование поведения Солнечной системы и долгосрочных изменений земной орбиты и наклона оси, которые определяют распределение солнечного света на поверхности планеты на временных масштабах от десятков тысяч до миллионов лет.
Эти изменения, известные как циклы Миланковича, играют ключевую роль в понимании начала и окончания ледниковых эпох — длительных периодов с постоянными ледяными щитами на полюсах. За 4,5 млрд лет Земля пережила как минимум пять крупных ледниковых эпох, последняя из которых началась около 2,6 млн лет назад и продолжается до сих пор.
Согласно публикации, один из циклов Миланковича продолжительностью около 430 тыс. лет в основном обусловлен гравитацией Венеры и Юпитера. Он связан с изменением формы земной орбиты от почти круговой к более вытянутой и обратно, что влияет на количество получаемой солнечной энергии. Этот цикл сохранялся в моделях Кейна независимо от присутствия Марса.Однако при исключении Красной планеты из расчетов полностью исчезали два других значимых цикла продолжительностью около 100 тыс. лет и 2,3 млн лет. При этом Кейн уточнил, что циклы становятся короче при увеличении массы Марса. Как утверждается, они влияют на эксцентриситет земной орбиты, момент наибольшего сближения с Солнцем и наклон оси вращения, от которых зависит распределение солнечного тепла и, как следствие, развитие ледниковых периодов. Результаты показали, что Марс играет измеримую роль во всех этих процессах.
«Чем ближе планета к Солнцу, тем сильнее на нее влияет гравитация Солнца. Поскольку Марс находится дальше от Солнца, он оказывает на Землю большее гравитационное воздействие, чем если бы он был ближе. Его влияние намного превосходит его возможности», — пояснил специалист.
Неожиданным стало и то, что масса Марса влияет на скорость изменения наклона земной оси, который на текущий момент составляет около 23,5 градуса. Кейн подчеркнул, что по мере увеличения массы красной планеты в моделях скорость изменения наклона Земли снижалась, и уточнил, что это оказывает стабилизирующий эффект.
Исследование имеет и более широкие последствия. По словам Кейна, даже небольшие внешние планеты в других звездных системах могут незаметно влиять на климат и стабильность потенциально обитаемых миров.
Работа также поднимает вопрос о том, как иначе могла бы развиваться жизнь на Земле. Ледниковые периоды вызывали сокращение лесов и расширение саванн, что, как считается, способствовало эволюции прямохождения, использованию орудий и развитию социальной кооперации.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение