Per milijonus metų Žemės klimatas ne kartą svyravo tarp ledynmečių ir šiltesnių periodų. Šiuos pokyčius lemia nedideli mūsų planetos orbitos ir ašies posvyrio kitimai, vadinami Milankovičiaus ciklais. Jie susidaro todėl, kad Žemė aplink Saulę skrieja ne viena – į jos judėjimą nuolat veikia kitų planetų gravitacija.
Kitų planetų trauka nuolat šiek tiek „patampo“ Žemę, pamažu keisdama jos orbitos formą, ašies posvyrio kampą ir kryptį, į kurią nukreipti ašigaliai. Astronomai jau seniai žinojo, kad svarbiausi vaidmenys šiame procese tenka Jupiteriui ir Venerai. Tačiau nauja, detali analizė atskleidė, kad ir Marsas, nors gerokai mažesnis už dujinius milžinus, daro stebėtinai stiprią įtaką Žemės klimato ritmams.
Modeliai: kas nutiktų, jei Marsas būtų lengvesnis ar sunkesnis
Stepheno Kane’o vadovaujama tyrėjų komanda atliko kompiuterinius modeliavimus, kuriuose Marso masė buvo keičiama nuo nulio iki dešimteriopos dabartinės. Buvo analizuojama, kaip tai per milijonus metų paveiktų Žemės orbitos kitimus. Rezultatai parodė, kad Marsas yra vienas svarbiausių veiksnių, lemiančių Žemės metų laikų raidą.
Visuose modeliuose stabiliausiai išliko 405 tūkstančių metų trukmės Žemės orbitos ekscentriškumo ciklas, kurį daugiausia formuoja Veneros ir Jupiterio sąveika. Šis „metronomas“ veikia beveik nepriklausomai nuo Marso masės ir sudaro pastovų foną ilgalaikiams klimato svyravimams.
Tačiau trumpesni, maždaug 100 tūkstančių metų trukmės ciklai, susiję su ledynmečių ir tarpledynmečių kaita, stipriai priklauso nuo Marso. Modeliuose didinant Marso masę, šie ciklai ilgėja ir stiprėja, o tai atitinka sustiprėjusią vidinių planetų orbitų tarpusavio sąveiką.
Ypač įdomu tai, kad priartinus Marso masę prie nulio, modeliuose visiškai išnyksta viena esminių klimato svyravimo struktūrų.
Didysis 2,4 milijono metų ciklas – tik dėl Marso
2,4 milijono metų trukmės „didysis ciklas“, sukeliantis labai ilgalaikius klimato svyravimus, egzistuoja tik todėl, kad Marsas turi pakankamą masę sukurti tinkamą gravitacinę rezonansą. Šis ciklas susijęs su lėta Žemės ir Marso orbitų apsisukimo aplink Saulę krypties kaita ir lemia, kiek Saulės šviesos Žemė gauna per milijonus metų.
Žemės ašies posvyris (oblikiškumas) taip pat jautrus Marso gravitacijos poveikiui. Gerai žinomas maždaug 41 tūkstančio metų Žemės ašies posvyrio ciklas, aiškiai matomas geologiniuose įrašuose, modeliuose ilgėja, didėjant Marso masei.
Jei Marsas būtų dešimt kartų masyvesnis, dominuojantis šio ciklo periodas pasikeistų ir siektų 45 000–55 000 metų. Tai dramatiškai pakeistų ledo kepurių augimo ir tirpimo dėsningumus.
Ką tai reiškia gyvybei kitose planetų sistemose
Naujas atradimas padeda geriau įvertinti į Žemę panašių egzoplanetų tinkamumą gyvybei. Suprasdami, kaip kitų tos pačios sistemos planetų gravitacija veikia klimato ciklus, galime spręsti, ar egzoplanetė gali turėti stabilų, gyvybei palankų klimatą.
Terestrinė planeta, turinti tinkamai išsidėsčiusį ir pakankamai masyvų kaimyną, gali patirti tokio pobūdžio klimato svyravimus, kurie neleidžia jai visiškai užšalti ar, atvirkščiai, sudaro palankesnes sąlygas gyvybei dėl subalansuotų metų laikų.
Tyrimas aiškiai parodė, kad Žemės Milankovičiaus ciklai priklauso ne vien nuo Žemės ir Saulės tarpusavio sąveikos. Juos formuoja visas mūsų planetų „kaimynystės“ tinklas, kuriame Marsas atlieka netikėtai svarbų, nors ir ne pagrindinį, vaidmenį, formuojant Žemės klimatą.
