Mars je tek upola manji od Zemlje i ima svega desetinu njene mase. Na prvi pogled deluje kao nevažan igrač u Sunčevom sistemu. Ipak, novo istraživanje pokazuje da ova „laka kategorija“ među planetama ima iznenađujuće veliki uticaj na Zemljinu orbitu, i posredno na dugoročne klimatske promene, uključujući ledena doba.
Studija je objavljena u časopisu Publications of the Astronomical Society of the Pacific, a njen autor je Stiven Kejn (Stephen Kane), profesor planetarne astrofizike na Univerzitetu Kalifornije u Riversajdu.
Skepticizam koji je doveo do otkrića
Kejn je u istraživanje ušao prilično skeptično. Raniji radovi su sugerisali da se u sedimentima na dnu okeana mogu uočiti klimatski ciklusi koje, makar delimično, izaziva gravitacioni uticaj Marsa.
„Znao sam da Mars ima neki uticaj na Zemlju, ali sam pretpostavljao da je on zanemarljiv“, kaže Kejn. „Mislio sam da je njegova gravitacija preslaba da bi ostavila jasan trag u geološkoj istoriji planete.“
Da proveri tu pretpostavku, Kejn je pokrenuo dugoročne kompjuterske simulacije ponašanja Sunčevog sistema i promena Zemljine orbite i nagiba tokom miliona godina.
Milankovićevi ciklusi i ledena doba
Ove spore, ali ključne promene poznate su kao Milankovićevi ciklusi. Oni određuju kako i koliko Sunčeve svetlosti dopire do Zemlje i igraju centralnu ulogu u nastanku i prestanku ledenih doba.
Zemlja je tokom svoje 4,5 milijarde godina prošla kroz najmanje pet velikih ledenih doba. Trenutno se još uvek nalazimo u poslednjem, koje je započelo pre oko 2,6 miliona godina.
Jedan od najpoznatijih Milankovićevih ciklusa traje oko 430.000 godina i uglavnom je posledica gravitacionog uticaja Venere i Jupitera. On utiče na to da Zemljina orbita prelazi iz gotovo kružne u izduženiju i nazad, menjajući količinu Sunčeve energije koja stiže do planete.
Taj ciklus je u Kejnovim simulacijama ostao nepromenjen, čak i kada je Mars potpuno uklonjen iz modela.
Ali tada dolazi iznenađenje.
Šta se dešava kada Mars „nestane“?
Kada je Mars izbačen iz simulacija, dva druga ključna ciklusa potpuno su nestala:
- ciklus od oko 100.000 godina
- dugoročni ciklus od oko 2,3 miliona godina
„Kada uklonite Mars, ti ciklusi jednostavno iščeznu“, objašnjava Kejn. „A kada povećate masu Marsa, oni postaju kraći, jer njegov uticaj postaje jači.“
Ovi ciklusi utiču na:
- oblik Zemljine orbite (ekscentricitet),
- trenutak kada je Zemlja najbliža Suncu,
- nagib Zemljine ose rotacije (obliquity).
Sve to direktno određuje raspodelu Sunčeve svetlosti i time upravlja dugoročnim klimatskim promenama i smenom ledenih i toplijih perioda.
Mars „udara iznad svoje težine“
Naizgled paradoksalno, Mars ima snažniji uticaj nego što bi se očekivalo.
„Što je planeta bliža Suncu, to je više pod njegovom direktnom gravitacionom kontrolom“, kaže Kejn. „Mars je dalje, pa njegova gravitacija ima relativno veći efekat na Zemlju. On, slikovito rečeno, udara iznad svoje težine.“
Još jedno neočekivano otkriće tiče se nagiba Zemljine ose, koji danas iznosi oko 23,5 stepeni.
„Kako smo povećavali masu Marsa u simulacijama, brzina promene Zemljinog nagiba se smanjivala“, kaže Kejn. „To znači da masivniji Mars deluje stabilizujuće na Zemljinu osu.“
Šire posledice i pitanje bez odgovora
Ovi rezultati imaju značaj i van našeg Sunčevog sistema. Ako mali Mars može imati ovakav efekat na Zemlju, isto bi moglo da važi i za egzoplanete.
„Kada posmatram druge planetarne sisteme i vidim planetu sličnu Zemlji u nastanjivoj zoni, moram da razmišljam i o planetama koje se nalaze dalje“, kaže Kejn. „One mogu tiho, ali presudno oblikovati klimu tog sveta.“
Na kraju ostaje i jedno gotovo filozofsko pitanje. Ledena doba su oblikovala evoluciju života na Zemlji, povlačenje šuma, širenje savana, razvoj uspravnog hoda, upotrebu alata i društvenu saradnju.
„Bez Marsa, Zemljina orbita bi bila lišena važnih klimatskih ciklusa“, zaključuje Kejn.
„Kako bi ljudi i ostale životinje uopšte izgledali da Mars nikada nije postojao?“
