کشفی تازه در نجوم؛ ردپای مریخ در تغییرات اقلیمی زمین

به گزارش ایسنا، آب و هوای زمین میلیون‌ها سال است که بین عصر یخبندان و دوره‌های گرم‌تر در نوسان بوده است که ناشی از تغییرات ظریف در مدار و انحراف محوری سیاره ماست.

 این تغییرات که به عنوان «چرخه‌های میلانکوویچ»(Milankovitch cycles) شناخته می‌شوند، به این دلیل رخ می‌دهند که زمین به صورت مستقل و جداگانه به دور خورشید نمی‌چرخد و کشش گرانشی سایر سیارات دائماً زمین را به خود جذب می‌کند و به آرامی مسیر مداری، انحراف محور و جهت قطب‌های آن را تغییر می‌دهد.

در حالی که ستاره‌شناسان مدت‌هاست می‌دانند که سیاره‌های مشتری و زهره نقش‌های مهمی در این چرخه‌ها ایفا می‌کنند، یک تجزیه و تحلیل دقیق جدید نشان می‌دهد که مریخ نیز با وجود اینکه بسیار کوچکتر از آن غول‌های گازی است، تأثیر شگفت‌آوری بر ریتم‌های آب و هوایی زمین دارد.

محققان به رهبری استیون کین(Stephen Kane)، شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای را اجرا کردند که جرم مریخ را از ۰ تا ۱۰ برابر مقدار فعلی آن تغییر می‌داد و چگونگی تأثیر این تغییرات بر تغییرات مداری زمین را در طول میلیون‌ها سال ردیابی کردند. نتایج، مریخ را به عنوان یک بازیگر کلیدی در تعیین فصول در اینجا روی زمین نشان می‌دهد.

پایدارترین ویژگی در تمام شبیه‌سازی‌ها، چرخه خروج از مرکز ۴۰۵ هزار ساله بود که توسط برهمکنش‌های بین زهره و مشتری هدایت می‌شود. این چرخه صرف نظر از جرم مریخ ادامه می‌یابد و ریتم ثابتی را در تغییرات آب و هوایی زمین ایجاد می‌کند.

با این حال، چرخه‌های کوتاه‌تر حدود ۱۰۰ هزار ساله که انتقال عصر یخبندان را سرعت می‌بخشند، به شدت به مریخ وابسته هستند. با افزایش جرم مریخ در شبیه‌سازی‌ها، این چرخه‌ها طولانی‌تر می‌شوند و قدرت بیشتری پیدا می‌کنند که با افزایش جفت شدن بین حرکات مداری سیارات داخلی سازگار است.

شاید از همه جالب‌تر این باشد که وقتی جرم مریخ در مدل‌ها به صفر نزدیک می‌شود، یک الگوی آب و هوایی حیاتی به طور کامل ناپدید می‌شود.

چرخه بزرگ ۲.۴ میلیون ساله که باعث نوسانات آب و هوایی طولانی‌مدت می‌شود، تنها به این دلیل وجود دارد که مریخ جرم کافی برای ایجاد رزونانس گرانشی مناسب دارد. این چرخه که مربوط به چرخش آهسته مدارهای زمین و مریخ است، بر میزان نور خورشیدی که زمین در طول میلیون‌ها سال دریافت می‌کند، تأثیر می‌گذارد.

انحراف محوری زمین یا کجی آن نیز به تأثیر گرانشی مریخ واکنش نشان می‌دهد. چرخه کجی ۴۱ هزار ساله آشنا که در سوابق زمین‌شناسی دیده می‌شود، با افزایش جرم مریخ، طولانی‌تر می‌شود.

این چرخه با مریخی که ۱۰ برابر سنگین‌تر از نسخه واقعی آن باشد، به یک دوره غالب ۴۵ هزار تا ۵۵ هزار ساله تغییر می‌کند و الگوی رشد و عقب‌نشینی صفحات یخی را به طرز چشمگیری تغییر می‌دهد.

این کشف جدید همچنین به ما کمک می‌کند تا با درک تأثیر سایر سیارات در همان منظومه، قابلیت سکونت سیارات فراخورشیدی مشابه زمین را ارزیابی کنیم.

یک سیاره خاکی با یک همسایه عظیم در پیکربندی مداری مناسب، ممکن است تغییرات آب و هوایی را تجربه کند که از یخ‌زدگی ناگهانی جلوگیری می‌کند یا فصول آن را برای حیات مساعدتر می‌کند.

این پژوهش نشان می‌دهد که چرخه‌های میلانکوویچ زمین فقط مربوط به زمین و خورشید نیستند. آنها محصول کلی همسایگی سیاره‌ای ما هستند و مریخ نقش حمایتی غیرمنتظره‌ای در شکل‌دهی به آب و هوای ما ایفا می‌کند.

این پژوهش در پایگاه ArXiv منتشر شده است.