Марс і Земля впливають на клімат планет через орбітальні цикли

Нове дослідження показало, що Земля і Марс під час обертання навколо Сонця взаємодіють один з одним через гравітаційні сили, що призводить до розтягування та стиснення їхніх орбіт у циклі, який повторюється приблизно кожні 2,4 мільйона років. Ці тонкі орбітальні зміни впливають на те, наскільки близько планети наближаються до Сонця, що може змінювати їхні довгострокові кліматичні моделі.

Дослідження було проведено під керівництвом Янань Фан з Нанкінського інституту геології та палеонтології та Пола Олсена з Ламонт-Догерті обсерваторії Землі, яка є частиною Колумбійської школи клімату. Результати роботи були опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Вчені виявили геологічні докази коротшого 1,6-мільйонного ритму, збереженого в юрських озерних відкладах формації Сангонхе в північно-західному Китаї. Вони виміряли сигнали, які вишикувалися, утворюючи три повні 1,6-мільйонні «удари», зосереджені навколо 183 мільйонів років тому. Один з цих ударів збігається з подією Дженкінса, коли величезні лавові виверження на території сучасної Південної Африки коротко, але різко нагріли планету через масивний викид вулканічного діоксиду вуглецю.

За словами Олсена, збіг цих двох незалежних подій може підсилити їхній вплив на клімат, хоча це питання потребує подальшого дослідження. Вчений зазначає, що поєднання цих явищ могло мати значний кліматичний ефект, проте механізми такого впливу ще не повністю з'ясовані.

Ще одним важливим результатом дослідження є визначення того, наскільки далеко в минуле вчені можуть реконструювати планетарні орбіти. До цього часу орбітальні розрахунки були надійними лише до приблизно 60 мільйонів років тому. За межами цього періоду хаотичні взаємодії між планетарними тілами роблять реконструкції ненадійними.

Новий геологічний запис, отриманий Фан і Олсеном, у поєднанні зі старішими наборами даних, розширює цю межу приблизно на 120 мільйонів років глибше в минуле. Це підтверджує, що тривалість циклу Марс-Земля може значно змінюватися протягом геологічного часу через хаос у Сонячній системі.

Дослідники використовували складні методи аналізу геологічних відкладів, щоб виявити ці древні орбітальні сигнали. Вони вивчали тонкі шари осадових порід, які накопичувалися в древніх озерах протягом мільйонів років. Ці шари містять інформацію про кліматичні умови минулого, включаючи періоди потепління та похолодання, які могли бути пов'язані з орбітальними циклами.

Формація Сангонхе в північно-західному Китаї виявилася особливо цінною для цього дослідження, оскільки вона містить добре збережені озерні відклади юрського періоду. Ці відклади дозволили вченим реконструювати кліматичні умови того часу з високою точністю та виявити циклічні зміни, які відповідають орбітальним параметрам.

Взаємодія між Марсом і Землею є частиною складної системи гравітаційних впливів у Сонячній системі. Коли планети обертаються навколо Сонця, їхні гравітаційні поля впливають одне на одного, що призводить до поступових змін у формі та орієнтації орбіт. Ці зміни відбуваються протягом дуже тривалих періодів часу та можуть мати значний вплив на кліматичні умови планет.

Подія Дженкінса, яка сталася приблизно 183 мільйони років тому, є одним з найбільш значних кліматичних подій в історії Землі. Вона характеризувалася масивними вулканічними виверженнями, які призвели до різкого збільшення концентрації діоксиду вуглецю в атмосфері та глобального потепління. Збіг цієї події з орбітальним циклом може пояснити її особливу інтенсивність.

Результати дослідження мають важливе значення для розуміння довгострокових кліматичних змін на Землі. Вони показують, що орбітальні цикли можуть впливати на кліматичні системи протягом геологічних періодів часу, що має бути враховано при моделюванні майбутніх кліматичних змін.

Дослідження також демонструє важливість міждисциплінарного підходу до вивчення кліматичних систем. Поєднання геологічних, астрономічних та кліматологічних методів дозволяє отримати більш повне розуміння складних процесів, які формують кліматичні умови на нашій планеті.

Вчені планують продовжити дослідження, щоб краще зрозуміти механізми впливу орбітальних циклів на кліматичні системи та їхню роль у формуванні геологічної історії Землі. Це може допомогти в прогнозуванні майбутніх кліматичних змін та розробці стратегій адаптації до них.