Маленький Марс устроил большой эффект — без него Земля потеряла бы ключевые климатические ритмы

Марс кажется далёким и почти незначительным соседом Земли, однако его роль в истории планеты может быть гораздо заметнее, чем принято думать. Новое исследование показывает, что Красная планета влияет на орбиту Земли и участвует в формировании долгосрочных климатических циклов. Именно эти процессы во многом определяют чередование ледниковых и межледниковых эпох. Об этом сообщает издание Publications of the Astronomical Society of the Pacific (PASP).

Неожиданная роль небольшой планеты

Марс почти вдвое меньше Земли по диаметру и значительно уступает ей по массе, но его гравитационное воздействие оказалось измеримым. Исследование показывает, что Красная планета влияет на форму земной орбиты и наклон оси вращения — параметры, от которых зависит распределение солнечного тепла. Эти факторы напрямую связаны с глобальными климатическими изменениями, включая длительные периоды похолоданий и потеплений. Подобные эффекты дополняют картину сложных взаимодействий в Солнечной системе, где свою роль в устойчивости орбит играла и миграция Юпитера.

Автор работы, профессор планетарной астрофизики Калифорнийского университета в Риверсайде Стивен Кейн, изначально скептически относился к идее заметного влияния Марса. Ранее учёные связывали древние климатические циклы, зафиксированные в слоях океанических осадков, с гравитацией Красной планеты, но такие выводы вызывали сомнения.

"Я знал, что Марс оказывает некоторое влияние на Землю, но предполагал, что оно ничтожно мало", — отметил профессор планетарной астрофизики Стивен Кейн.

Орбитальные циклы и ледниковые эпохи

Чтобы проверить эти предположения, Кейн провёл компьютерное моделирование поведения Солнечной системы на промежутках от десятков тысяч до миллионов лет. В центре анализа оказались циклы Миланковича — периодические изменения орбиты Земли и наклона её оси, определяющие, сколько солнечного света получает планета в разные эпохи.

За 4,5 млрд лет Земля пережила как минимум пять крупных ледниковых эпох. Последняя началась около 2,6 млн лет назад и продолжается до сих пор. Один из ключевых циклов длится примерно 430 тысяч лет и связан в основном с гравитационным влиянием Венеры и Юпитера. Он определяет, становится ли орбита Земли более вытянутой или близкой к круговой.

Симуляции показали, что этот цикл сохраняется независимо от присутствия Марса. Однако два других ритма — с периодами около 100 тысяч лет и 2,3 млн лет — полностью исчезали, если Марс исключался из расчётов.

"Когда вы удаляете Марс, эти циклы просто исчезают", — пояснил профессор планетарной астрофизики Стивен Кейн.

Наклон оси и климатическая стабильность

Особое внимание исследование уделяет наклону земной оси, который сегодня составляет около 23,5 градуса и со временем меняется. Этот угол напрямую влияет на сезонность и климатические различия между широтами. Именно наклон оси, а не расстояние до Солнца, объясняет смену времён года, что подчёркивается и в материалах о том, почему Земля охлаждается зимой.

Моделирование показало, что масса Марса влияет на скорость изменений этого наклона. При увеличении массы планеты колебания замедлялись, что указывает на стабилизирующий эффект. Учёный также отметил, что удалённость Марса от Солнца усиливает его влияние: внешние планеты меньше подчинены солнечной гравитации и потому сильнее воздействуют на соседние орбиты.

Последствия для жизни и эволюции

Работа, опубликованная в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific, важна не только для понимания земного климата. Она показывает, что даже относительно небольшие планеты могут незаметно формировать климатическую устойчивость миров, потенциально пригодных для жизни. Ледниковые периоды на Земле влияли на экосистемы, способствовали расширению открытых ландшафтов и, как считают учёные, сыграли роль в эволюции человека.

Если бы Марс не участвовал в формировании этих орбитальных циклов, климат Земли мог бы быть иным, а история жизни — развиваться по другому сценарию. Исследование подчёркивает, что судьба планеты может зависеть от факторов, которые на первый взгляд кажутся второстепенными.