Нове дослідження показує, що Марс, попри свої малі розміри, відіграє непропорційно велику роль у регулюванні кліматичних циклів Землі, зокрема тих, що визначають настання та частоту льодовикових періодів.
Клімат Землі формується під впливом довготривалих «орбітальних циклів» — періодичних змін параметрів орбіти та осі обертання планети, які контролюють розподіл сонячної енергії. Ці цикли залежать не лише від гравітації Сонця, а й від взаємодії з іншими планетами Сонячної системи. Нове моделювання, проведене Стівеном Кейном з Каліфорнійського університету в Ріверсайді, показало, що навіть планета з масою лише близько десятої частини земної може суттєво впливати на ці процеси.
Дослідники змоделювали сценарії, у яких маса Марса змінювалася в широких межах — від повного зникнення до збільшення у 100 разів. «Мені було складно повірити, що Марс може мати такий глибокий вплив, тому ми буквально “повернули ручку” його маси й подивилися, що станеться», зазначив Кейн. Результати показали, що за відсутності Марса зникає «великий ексцентриситетний цикл» — коливання витягнутості орбіти Землі з періодом близько 2,4 мільйона років, а також цикл тривалістю приблизно 100 000 років, які тісно пов’язані з льодовиковими періодами.
Це не означає, що льодовикові епохи повністю зникли б, але змінився б увесь «частотний ландшафт» кліматичних змін. Водночас третій важливий цикл ексцентриситету тривалістю близько 405 000 років залишався стабільним незалежно від маси Марса, оскільки він здебільшого визначається гравітаційною взаємодією Венери та Юпітера. Таким чином, Марс не є єдиним регулятором, але його вплив виявився значно сильнішим, ніж очікувалося.
Ще тоншим, але не менш важливим є вплив Марса на «нахил осі обертання Землі» — параметр, що визначає контрастність сезонів. Зазвичай цей нахил коливається з періодом близько 41 000 років, але моделювання показало, що Марс має стабілізуючий ефект: при більшій масі ці коливання відбуваються рідше, а при меншій — частіше. Це безпосередньо впливає на довготривалу кліматичну стабільність.
Хоча неможливо точно сказати, якою була б Земля без Марса або за умов значно масивнішої Червоної планети, дослідження демонструє, що навіть відносно малі планети можуть суттєво змінювати кліматичну еволюцію своїх сусідів. Це має важливі наслідки для вивчення екзопланет. «Нам потрібно добре розуміти орбітальну архітектуру екзопланетних систем, щоб оцінювати можливі кліматичні коливання на цих планетах», зазначив Шон Реймонд з Університету Бордо.
У підсумку робота слугує застереженням для астрономів: ігнорування малих планет може призвести до хибних уявлень про кліматичну придатність світів для життя, адже їхній гравітаційний вплив може бути значно більшим, ніж підказують самі розміри.