Нове дослідження натякає на захоплюючий і абсолютно несподіваний зв’язок між гравітаційним полем Марса та кліматом Землі. Геологічні дані, які охоплюють понад 65 мільйонів років, свідчать про те, що глибоководні течії на Землі зазнають повторюваних циклів сили кожні 2,4 мільйона років. Ці цикли, які називаються «великими астрономічними циклами», схоже, пов’язані з гравітаційною взаємодією між Землею та Марсом.
Клімат і океанічні течії Землі
Глибоководні течії, які чергуються між сильнішими та слабшими фазами, значно впливають на накопичення осаду на дні океану. У періоди сильніших течій, які часто називають «гігантськими вирами» або вихорами, ці потужні рухи досягають абісальних глибин і розмивають накопичений там осад. Результати нового дослідження тепер проливають світло на те, як ці цикли узгоджуються з гравітаційною взаємодією Землі та Марса.
«Гравітаційні поля планет Сонячної системи взаємодіють одне з одним, і ця взаємодія, яка називається резонансом, змінює ексцентриситет планет, показник того, наскільки близькі до кругових їхні орбіти», — пояснив співавтор дослідження Дітмар Мюллер, геофізик. професор Сіднейського університету.
Сила тяжіння Марса до Землі
Завдяки цьому резонансу гравітаційне тяжіння Марса притягує Землю трохи ближче до Сонця, що призводить до збільшення сонячної радіації та теплішого клімату. З часом Земля дрейфує назад, завершуючи цей цикл приблизно кожні 2,4 мільйона років. Цей тонкий гравітаційний вплив може зіграти роль у формуванні довгострокових кліматичних моделей Землі.
Дослідники використовували супутникові дані, щоб відобразити накопичення осаду на дні океану протягом мільйонів років. Команда виявила прогалини в геологічному літописі, що свідчить про те, що сильніші океанські течії в теплі періоди, викликані впливом Марса, могли порушити відкладення осаду. Ці висновки додають все більше доказів того, що небесна механіка, включаючи гравітаційне тяжіння Марса, впливає на клімат Землі. Однак дослідники пояснили, що цей ефект потепління не пов’язаний із поточним глобальним потеплінням, спричиненим викидами парникових газів людиною.
«Наші глибоководні дані за 65 мільйонів років свідчать про те, що тепліші океани мають більш інтенсивну глибинну циркуляцію», — пояснила Адріана Дуткевич, провідний автор дослідження та седиментолог із Сіднейського університету.
Чому щось із цього має значення?
Результати дослідження показують, що ці цикли можуть допомогти підтримувати океанські течії навіть у сценаріях, коли глобальне потепління може їх послабити. Однією з таких вирішальних течій є Атлантична меридіональна обертальна циркуляція (AMOC), яку часто називають океанським «конвеєром». Ця система транспортує теплу воду з тропіків у Північну півкулю та сприяє розподілу тепла в глибинах океану.
«Ми знаємо, що існує принаймні два окремих механізми, які сприяють інтенсивному глибоководному змішуванню в океанах», — зазначив Мюллер.
Хоча деякі вчені прогнозують можливий колапс AMOC в найближчі десятиліття, вентиляція, спричинена глибоководними вихорами, може допомогти запобігти застою океану.
Орбітальна механіка — основи
Орбітальна механіка в нашій Сонячній системі схожа на космічний танець, хореографований гравітацією. Кожна планета, місяць, астероїд і навіть крихітна частинка пилу слідує певному шляху або орбіті навколо більшого тіла через сили тяжіння. Орбітальна механіка між Марсом і Землею полягає в їхньому положенні, швидкості та відстані в Сонячній системі, створюючи захоплюючий зв’язок.
Обидві планети обертаються навколо Сонця по еліптичних траєкторіях, але Земля ближче до Сонця і рухається по своїй орбіті швидше. Землі потрібно приблизно 365 днів, щоб здійснити один оберт, тоді як Марсу, розташованому далі, потрібно приблизно 687 днів.
Ця різниця означає, що Земля «обігає» Марс на їхніх орбітах кожні 26 місяців, створюючи можливості для близького зближення, яке називається опозицією — коли Марс знаходиться прямо навпроти Сонця на небі, якщо дивитися з Землі.
Ці близькі підходи є великою справою для дослідження космосу. Плануючи місії на Марс, вчені користуються ефективними маршрутами, які узгоджуються з взаємним розташуванням Землі та Марса. Орбітальна механіка керує не лише самою подорожжю, але й часом, гарантуючи, що ми можемо відправляти марсоходи, посадкові апарати та, зрештою, людей на Марс з точністю та ефективністю.
Орбітальна механіка та клімат Землі
Хоча все ще спекулятивне, це дослідження гравітаційного тяжіння Марса підкреслює потенціал астрономічних циклів впливати на клімат Землі та океанську циркуляцію. Це, на додаток до вищезгаданого узгодження шляхів запуску космічних місій для попередніх і майбутніх земних місій на Марс.
Ці відкриття підкреслюють взаємозв’язок планетарної орбітальної механіки та природних систем Землі та пропонують новий погляд на те, як космос може формувати клімат нашої планети протягом мільйонів років. Розуміння цих взаємодій не тільки поглиблює наші знання про історію Землі, але й дає зрозуміти стійкість океанічних систем перед обличчям триваючих змін клімату.
«Це потенційно вбереже океан від застою, навіть якщо атлантична меридіональна циркуляція сповільниться або зовсім припиниться», — підсумувала Адріана Дуткевич.
Земля не може уникнути впливу гравітації Марса
Марс менший за розміром і масою, ніж Земля, і тому має слабкіше гравітаційне тяжіння. Проте марсіанська гравітація все ще має помітний вплив, окрім впливу на орбіту Землі. Сила тяжіння на Марсі становить приблизно 38% від земної, що означає, що об’єкт або людина важить значно менше, якщо б він стояв на поверхні Марса.
Зменшення сили тяжіння впливає на здатність планети утримувати густу атмосферу, що призводить до сухого та безплідного марсіанського середовища. Супутники Марса, Фобос і Деймос, також відчувають гравітаційне тяжіння планети, що призводить до приливних навантажень, які поступово змінюють їхні орбіти. Очікується, що протягом мільйонів років Фобос наближатиметься ближче до Марса і зрештою розпадеться, утворюючи кільце навколо планети.
Крім того, гравітація Марса впливала на траєкторії космічних кораблів під час місій, які використовують техніку під назвою гравітаційна допомога для просування зондів до віддалених цілей.
Взаємодія між гравітацією Марса та динамікою Сонячної системи демонструє тонкий, але глибокий вплив цієї планети на сусідні небесні тіла. Дослідники продовжують досліджувати, як такі сили могли сформувати історію Марса, включаючи його давнє магнітне поле та потенціал минулих водних систем. Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications.