|
Огромное влияние Марса на климат Земли
|
|
|
|
При вдвое меньших размерах Земли и в одну десятую ее массы Марс по весу не уступает перышку среди планет. Тем не менее, новое исследование показывает, до какой степени Марс незаметно воздействует на орбиту Земли и формирует циклы, которые определяют долгосрочные климатические условия здесь, включая ледниковые периоды. Исследование опубликовано в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
|
|
|
|
Стивен Кейн, профессор планетарной астрофизики Калифорнийского университета в Риверсайде, начал этот проект с сомнений по поводу недавних исследований, связывающих древние климатические особенности Земли с гравитационными толчками с Марса. Эти исследования показывают, что слои отложений на дне океана отражают климатические циклы, на которые влияет Красная планета, несмотря на ее удаленность от Земли и небольшие размеры.
|
|
|
|
"Я знал, что Марс оказывает определенное влияние на Землю, но я предполагал, что он крошечный", - сказал Кейн. "Я думал, что его гравитационное влияние будет слишком незначительным, чтобы его можно было легко наблюдать в рамках геологической истории Земли. Я решил проверить свои собственные предположения".
|
|
|
|
Для этого Кейн провел компьютерное моделирование поведения Солнечной системы и долгосрочных изменений орбиты Земли и ее наклона, которые определяют, как солнечный свет достигает поверхности на протяжении десятков тысяч - миллионов лет.
|
|
|
|
|
|
|
Как Марс влияет на климатические циклы Земли
|
|
|
|
Эти циклы изменения орбиты и положения, называемые циклами Миланковича, являются ключевыми для понимания того, как и когда начинаются и заканчиваются ледниковые периоды. Ледниковый период - это длительный период, когда на полюсах планеты сохраняются постоянные ледяные покровы. За свою историю, насчитывающую 4,5 миллиарда лет, Земля пережила по меньшей мере пять крупных ледниковых периодов. Последний из них начался около 2,6 миллиона лет назад и продолжается до сих пор.
|
|
|
|
Один цикл Миланковича определяется главным образом гравитационным притяжением Венеры и Юпитера и длится 430 000 лет. За этот промежуток времени путь Земли вокруг Солнца постепенно меняется от почти кругового к более вытянутому, а затем обратно. Это изменение формы орбиты влияет на то, сколько солнечной энергии достигает планеты, и может повлиять на приближение или отступление ледяных покровов.
|
|
|
|
Этот 430 000-летний цикл остался неизменным в моделях Кейна, независимо от того, присутствовал ли Марс. Но когда Марс был удален, два других крупных цикла, один из которых длится 100 000 лет, а другой - 2,3 миллиона лет, полностью исчезли.
|
|
|
|
"Когда вы удаляете Марс, эти циклы исчезают", - сказал Кейн. "И если вы увеличиваете массу Марса, они становятся все короче и короче, потому что Марс оказывает все большее влияние".
|
|
|
|
Эти циклы влияют на то, насколько круглой или вытянутой является орбита Земли (ее эксцентриситет), время наибольшего сближения Земли с Солнцем и наклон оси ее вращения (ее наклонность). Они влияют на то, сколько солнечного света получают различные части Земли, что, в свою очередь, влияет на ледниковые циклы и долгосрочные климатические условия. Результаты Кейна показывают, что Марс играет заметную роль и в том, и в другом.
|
|
Неожиданные результаты и более широкие последствия
|
|
|
|
"Чем ближе планета находится к Солнцу, тем сильнее она подвержена влиянию солнечной гравитации. Поскольку Марс находится дальше от Солнца, он оказывает большее гравитационное воздействие на Землю, чем если бы был ближе. Его гравитационная нагрузка превышает его вес", - сказал Кейн.
|
|
|
|
Одним из наиболее неожиданных открытий стало то, как масса Марса влияет на скорость изменения наклона Земли. В настоящее время угол наклона Земли составляет около 23,5 градусов, и этот угол со временем немного меняется.
|
|
|
|
"По мере того, как в наших симуляциях увеличивалась масса Марса, скорость изменения наклона Земли уменьшалась", - сказал Кейн. "Таким образом, увеличение массы Марса оказывает своего рода стабилизирующий эффект на наш наклон".
|
|
|
|
Исследование не только дает количественную оценку влияния Марса на орбиту Земли, но и намекает на более широкие последствия. Расчеты Кейна показывают, что даже небольшие внешние планеты в других солнечных системах могут незаметно влиять на стабильность миров, в которых может существовать жизнь.
|
|
|
|
"Когда я смотрю на другие планетные системы и нахожу планету размером с Землю в пригодной для жизни зоне, планеты, расположенные дальше в системе, могут оказывать влияние на климат этой планеты, похожей на Землю", - сказал Кейн.
|
|
|
|
Результаты также поднимают другие вопросы о том, как Земля могла эволюционировать по-другому. Ледниковые периоды приводили к сокращению лесов и расширению лугов, что привело к ключевым эволюционным изменениям, таким как прямохождение, использование орудий труда и социальное сотрудничество.
|
|
|
|
"Без Марса на орбите Земли отсутствовали бы основные климатические циклы", - добавил Кейн. "Как бы выглядели люди и другие животные, если бы не было Марса?"
|
|
|
|
Источник
|
