کشف ارتباط کیهانی شگفت‌انگیز: سیاره سرخ اقلیم زمین را تحت تأثیر قرار می‌دهد

اقلیم زمین برای میلیون‌ها سال بین عصرهای یخی و دوره‌های گرم در نوسان بوده است. این نوسانات توسط تغییرات جزئی در مدار سیاره و شیب محوری آن به حرکت در می‌آیند. این تغییرات که به عنوان چرخه‌های میلانکوویچ شناخته می‌شوند، به این دلیل رخ می‌دهند که زمین در انزوا به دور خورشید نمی‌چرخد.

کشش گرانشی سیارات دیگر، به‌طور مداوم زمین را می‌کشد و به آرامی مسیر مداری، شیب محوری و جهت قطب‌ها را تغییر می‌دهد. در حالی که ستاره‌شناسان مدت‌هاست می‌دانند مشتری و زهره نقش مهمی در این چرخه‌ها ایفا می‌کنند، تحلیلی تازه نشان می‌دهد که مریخ نیز با وجود اینکه بسیار کوچک‌تر از غول‌های گازی است، تأثیر شگفت‌انگیزی بر ریتم‌های اقلیمی زمین می‌گذارد.

گروه پژوهشگران به رهبری استفان کین، در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری جرم مریخ را از صفر تا ده برابر مقدار فعلی آن تغییر دادند و نحوه‌ی تأثیر تغییرات بر نوسانات مداری زمین را در طول میلیون‌ها سال ردیابی کردند. نتایج، مریخ را به عنوان یک بازیگر کلیدی در تعیین فصول بر روی زمین معرفی کرد.

بااین‌حال، چرخه‌های کوتاه‌تر حدود ۱۰۰ هزار ساله که سرعت انتقال عصر یخبندان را تعیین می‌کنند، به شدت به مریخ بستگی دارند. همانطور که مریخ در شبیه‌سازی‌ها پرجرم‌تر می‌شود، این چرخه‌ها طولانی‌تر شده و قدرتی می‌یابند که با جفت‌شدگی تقویت‌شده بین حرکت‌های مداری سیارات داخلی مطابقت دارد.

شاید چشمگیرترین نکته این باشد که وقتی جرم مریخ در مدل‌ها به صفر نزدیک شود، الگوی اقلیمی حیاتی کاملاً ناپدید می‌شود:

«ابرچرخه» ۲٫۴ میلیون ساله که باعث نوسانات اقلیمی بلندمدت می‌شود، تنها به این دلیل وجود دارد که مریخ از جرم کافی برای ایجاد رزونانس گرانشی مناسب برخوردار است. این چرخه که مربوط به چرخش آهسته‌ی مدارهای زمین و مریخ است، بر میزان نور خورشیدی که زمین در طول میلیون‌ها سال دریافت می‌کند، تأثیر می‌گذارد.

شیب محوری زمین یا انحراف محوری (اوبلیکویتی) نیز به تأثیر گرانشی مریخ واکنش نشان می‌دهد. چرخه انحراف محوری ۴۱ هزار ساله‌ی آشنا که در سوابق زمین‌شناسی ظاهر می‌شود، با پرجرم‌تر‌شدن مریخ، طولانی‌تر می‌شود. با مریخی ۱۰ برابر سنگین‌تر از واقعیت، این چرخه به یک دوره‌ی غالب ۴۵ هزار تا ۵۵ هزار ساله تغییر می‌کند و الگوی رشد و عقب‌نشینی ورقه‌های یخی را به‌طور چشمگیری تغییر می‌دهد.

در نهایت، یافته‌ها به دانشمندان کمک می‌کند تا با درنظرگرفتن نفوذ سایر سیارات در یک منظومه، سکونت‌پذیری سیارات فراخورشیدی شبیه به زمین را با دقت بیشتری ارزیابی کنند.

وجود سیاره‌ای زمین‌سان با یک همسایه‌ی پرجرم که در یک پیکربندی مداری صحیح قرار دارد، می‌تواند حیاتی باشد. زیرا چنین آرایشی می‌تواند باعث شود که سیاره‌ی زمین‌سان نوسانات اقلیمی را تجربه کند که هم از یخ‌بندان گریزان جلوگیری می‌کند و هم فصول آن را برای پشتیبانی از حیات مساعدتر می‌سازد. به عبارت دیگر، تأثیر گرانشی همسایه‌ی بزرگ می‌تواند به تنظیم شیب محوری و مدار سیاره میزبان کمک و از نوسانات اقلیمی شدید جلوگیری کند.

پژوهش به ما یادآوری می‌کند که اقلیم زمین، سمفونی پیچیده‌ای است که توسط کل منظومه شمسی نواخته می‌شود و مریخ، یکی از مهم‌ترین نوازندگان این ارکستر کیهانی است.

پژوهش به صورت پیش‌چاپ در پایگاده داده آرکایو منتشر شده است.