Марс і льодовикові епохи: як Червона планета може впливати на клімат Землі
Здається дивним, але навіть порівняно невелика планета може залишити слід в історії клімату Землі. Нові комп’ютерні моделі показують, що Марс здатен впливати на ритм змін орбіти нашої планети, а отже — опосередковано визначати, коли на Землі настають льодовикові періоди. Йдеться про цикл тривалістю близько 2,4 мільйона років, який може «налаштовувати» час великих кліматичних зрушень.
Ці дослідження провели в Університеті Каліфорнії в Ріверсайді, де вчені вирішили перевірити, чи може маленька планета на кшталт Марса реально впливати на кліматичні процеси в глибокому минулому Землі.
Перевірка ідеї без зайвих припущень
Керівник дослідження, астрофізик Стівен Кейн, спочатку сам сумнівався у значущості Марса. Він припускав, що вплив Червоної планети на Землю настільки слабкий, що його майже неможливо виявити. Щоб не покладатися на інтуїцію, команда вирішила перевірити все за допомогою точних розрахунків.
Вчені створили комп’ютерну модель Сонячної системи й буквально почали «вмикати» та «вимикати» планети, спостерігаючи, як змінюється рух Землі. Такий підхід дозволив перетворити космос на контрольований експеримент.
Орбітальні ритми і клімат Землі
Довготривалі зміни клімату пов’язані не лише з атмосферою чи океанами, а й з тим, як Земля рухається в просторі. Її орбіта поступово змінює форму, а нахил осі коливається. Ці повільні процеси відомі як цикли Міланковича, і саме вони визначають, куди й у якій кількості потрапляє сонячне світло.
Навіть невеликі зміни орбіти чи нахилу осі можуть впливати на літні температури у високих широтах. Якщо літо стає прохолоднішим, сніг не встигає танути, льодовики ростуть — і починається льодовикова епоха.
Що сталося, коли зник Марс
Ключовий експеримент полягав у тому, що вчені прибрали Марс із моделі Сонячної системи. У такій версії деякі відомі кліматичні цикли збереглися — зокрема ті, що пов’язані з впливом Венери та Юпітера. Але один важливий ритм просто зник.
Це означало, що саме Марс відповідає за появу певних орбітальних коливань, які фіксуються і в геологічних даних Землі. Іншими словами, осадові породи на дні океанів «пам’ятають» гравітаційний вплив Червоної планети.
Чому маленька планета має значення
Марс значно менший за Землю і важить лише близько десятої частини її маси. Проте його орбіта розташована так, що він регулярно «смикає» Землю своїм гравітаційним тяжінням. У моделях вчені навіть змінювали масу Марса — і бачили, як це пришвидшує або сповільнює кліматичні цикли.
Це показує, що в інших планетних системах навіть невеликі відмінності у масі або розташуванні сусідніх планет можуть суттєво впливати на клімат землеподібних світів.
Нахил осі, Місяць і баланс клімату
Ще один важливий чинник — нахил земної осі, який формує пори року. Сьогодні він становить близько 23,5 градуса, а стабільність цього нахилу багато в чому забезпечує Місяць. Проте Марс теж відіграє роль: моделі показали, що зі збільшенням маси Марса зміни нахилу осі Землі сповільнюються. Це тонке, але важливе налаштування, яке впливає на те, як довго тривають кліматичні фази.
Орбіти — не єдиний фактор
Звісно, орбітальні цикли самі по собі не створюють льодовикові епохи. Вони задають темп, але масштаб змін визначають концентрація парникових газів, циркуляція океанів, вулканізм та інші процеси. Саме тому вчені підкреслюють: моделі показують лише гравітаційний «каркас» клімату.
Підказка для пошуку інших «земель»
Результати дослідження важливі не лише для розуміння минулого Землі. Вони дають підказки й для пошуку придатних для життя планет в інших зоряних системах. Навіть якщо планета перебуває в так званій зоні життя, її клімат може сильно залежати від сусідів. Марс, хоч і невеликий, виявився частиною складного космічного механізму, який мільйони років допомагає задавати ритм кліматичної історії Землі. І це ще раз нагадує: у космосі дрібниць не буває.