تشير محاكاة جديدة إلى أن المريخ يساعد في تحديد إيقاع مدته 2.4 مليون سنة لمسار الأرض يمكن أن يوجه توقيت العصور الجليدية، اختبر العلماء مؤخرًا ما إذا كان لكوكب صغير أثر يمكن اكتشافه في سجلات المناخ على المدى الطويل.
اختبار فرضية كوكبية
سمحت المحاكاة للحُكَماء بإيقاف وتشغيل الكواكب، محولين النظام الشمسي إلى اختبار مضبوط. أُنشئت المحاكاة في جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد (UC Riverside).
قال ستيفن ر. كين، أستاذ الفيزياء الفلكية الكوكبية: “كنت أعلم أن للمريخ بعض التأثير على الأرض، لكنني افترضت أنه ضئيل”، نُشرت الدراسة في Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
تتبع الإيقاعات المدارية
تبدأ تقلبات المناخ طويلة الأمد بتغيرات بطيئة في مسار الأرض ودورانها، التي تحدد مكان سقوط أشعة الشمس. تُعرف هذه بالدورات المِيلانكوفيتشية، وهي أنماط ترتبط بالتسخين الشمسي وتتوافق مع الإشارات الموجودة في الرواسب البحرية.
تتابعت المحاكاة الإهليليجية – مدى استدارة المدار – والميل المحوري الذي يحدد مكان تركيز أشعة الصيف، إذ يمكن لتغيرات صغيرة في هذه المعايير أن تؤثر على ذوبان الثلوج الصيفية، فيتوسع الجليد عندما تسمح صيفات أبرد ببقاء الثلوج.
ما يختفي بدون المريخ
لعزل دور المريخ، أعاد الفريق تشغيل نموذج النظام الشمسي بعد حذف الكوكب الأحمر. بقي إيقاع مدته 430 ألف سنة المرتبط بالزهرة والمشتري، لكن دورة مدتها 100 ألف سنة اختفت.
قال كين: “عند إزالة المريخ، تختفي هذه الدورات”، ما يربط الاختلاف بالمريخ ويقوي العلاقة بين الحسابات المدارية والأنماط المحفوظة في الصخور.
وزن كوكب صغير
المريخ نصف حجم الأرض تقريبًا ويمثل نحو عُشر كتلتها، لكن مداره البعيد يكفي ليؤثر. أظهرت المحاكاة أن زيادة كتلة المريخ تُسرّع بعض الترددات المدارية، إذ يزداد تأثير الجاذبية مع مرور الكوكب كل دورة.
ميل الأرض وجيرانها
يتغير ميل الأرض ببطء، ويحافظ القمر على استقرار هذه التغيرات. يُعرف الميل بالميل المحوري أو زاوية المحور، وهو يشكّل الفصول. أظهرت المحاكاة أنه مع زيادة كتلة المريخ، يقل معدل تغير ميل الأرض.
من ضوء الشمس إلى الجليد
تؤثر التغيرات المدارية على نمو الجليد، إذ يعتمد الأمر على بقاء الثلوج الشتوية صيفًا، ويتأثر ذلك بأشعة الشمس الموسمية. تزيد الإهليليجية من التباين بين أقرب وأبعد مسافة للشمس، ويؤثر الميل على توزيع الحرارة الصيفية على خطوط العرض العليا.
الرواسب تسجل التأثيرات البطيئة
تتراكم طبقات الطين البحري ببطء، وتتابع الكيمياء وحجم الحبيبات التغيرات المناخية. تطابق الباحثون هذه الطبقات مع الدورات المدارية، إذ تغيرات الضوء الشمسي تؤثر على الرياح والأمطار وخلط المحيطات.
دلالات للكواكب الأخرى
في خارج النظام الشمسي، غالبًا ما يُكتشف كواكب صخرية قرب نجومها، مع كواكب أخرى أبعد قد تؤثر على مناخ هذه الكواكب، قال كين: “عند إيجاد كوكب بحجم الأرض في المنطقة الصالحة للسكن، قد تؤثر الكواكب الأبعد على مناخه”.
ما لا تظهره المحاكاة
المحاكاة تعزل تأثير الجاذبية فقط، بينما تشمل الأرض الفعل ردود فعل يمكن أن تخفف الإشارات، مثل التغيرات في ثاني أكسيد الكربون والحمم البركانية والتيارات البحرية.
كوكب صغير ذو تأثير كبير
تُظهر النتائج أن المريخ يساهم في ضبط هندسة مدار الأرض، مما يحدد توقيت الدورات المناخية البطيئة. يمكن للأبحاث المستقبلية ربط هذه المدخلات المدارية بنماذج الألواح الجليدية وفحص أنظمة شمسية أخرى للتأثيرات المشابهة.
