Co Mars wyprawia z Ziemią? To dzieje się regularnie

Teoria, że „jesteśmy Marsjanami”, zastosowana była między innymi w epickiej filmowej opowieści "Misja na Marsa". To oczywiście teoria fikcyjna, ale obecna wiedza na temat ewolucji planet Układu Słonecznego zakłada, że w jego zamierzchłych początkach to na Marsie istniały warunki bardziej sprzyjające powstaniu życia. To, czy wyewoluowało ono do bardziej zaawansowanej formy i dopiero wtedy przestało istnieć, jest obecnie przedmiotem badań naukowców.

Ziemia w początkach istnienia Układu Słonecznego, jako planeta, której dynamika powierzchni jest (nawet obecnie) znacznie większa niż na Marsie, skutecznie eliminowała wszelkie próby rozwoju żywych organizmów na etapie formowania się skorupy. A jeśli teoria o powstaniu Księżyca w wyniku zderzenia z masywnym obiektem planetarnych rozmiarów jest słuszna, to w pewnym momencie to życie, nawet już mocno wyewoluowane, zostałoby najpewniej zniszczone.

Ziemia i Mars nie są sobie obojętne

W końcu jednak to Ziemia stała się miejscem przyjaznym żywym organizmom, tym, których egzystencja oparta jest na wodzie i dostępie do tlenu. Mars w pewnym momencie z wilgotnej planety, co sugerują dane napływające z marsjańskich łazików, przekształcił się w suchy i nieprzyjazny formom życia glob.

Mars waży dziewięć razy mniej niż Ziemia, ale nie tylko jego masa, lecz i odpowiednia konfiguracja obu planet względem siebie, jak i ich budowa, odgrywa istotną rolę w geologicznej perspektywie czasu.

Błędem byłoby jednak twierdzenie, że Ziemia i Mars przez miliony, setki milionów lat, a nawet miliardy lat, istniały obok siebie kompletnie niezależnie. Okazuje się, że łączy je coś, co w zasadzie jest oczywistym związkiem - to oddziaływanie grawitacyjne, jakie wywiera jedna planeta na drugą. I co może zaskoczyć na pierwszy rzut oka, to wpływ Marsa na Ziemię, a nie odwrotnie, jest tu najciekawszy, z perspektywy człowieka.

Jak grawitacja Marsa wpływa na Ziemię?

Wpływ grawitacyjny Ziemi na Marsa i odwrotnie jest rzeczą oczywistą, a występowanie regularności - rezonansów w ruchu orbitalnym - które prowadzą do powstania cyklicznych zmian w sile oddziaływania długoterminowego między planetami, wynika z istniejących już modeli ruchu planet. Jednakże teoria, która sugeruje, że co 2,4 miliona lat dochodzi do wzmocnienia oddziaływania Marsa na Ziemię, dotychczas nie znajdowała odzwierciedlenia w obserwacjach.

Cykliczne - z okresem 2,4 miliona lat - zmiany w oddziaływaniu grawitacyjnym wywieranym przez Marsa, powodują okresowe zacieśnianie i rozszerzanie się orbity Ziemi, co zmienia o około 10% ilość energii słonecznej docierającej do Ziemi, a tym samym okresowe wahania średniej temperatury na jej powierzchni. To z kolei wpływa na zachowanie się prądów oceanicznych.

Aż do momentu, gdy grupa naukowców z Uniwersytetu w Sydney pod przewodnictwem Adriany Dutkiewicz przeprowadziła analizę prawie 300 rdzeni odwiertów wykonanych w dnie oceanicznym. Pozwoliło to ocenić, jak zmieniało się tempo tworzenia osadów, które z kolei ma związek z prądami prowadzącymi do wymiany wody pomiędzy dnem a powierzchnią zbiorników wodnych.

Miejsca odwiertów, których rdzenie badał zespół z Uniwersytetu w Sydney. (fot: Geoscienceworld)

Im prądy oceaniczne sięgające ku jego dnu są aktywniejsze, tym mniej tworzy się osadów, gdyż dno morskie jest wtedy stale wzruszane. Aktywność tych prądów ma z kolei związek z tym jak ciepły jest ziemski klimat. Im cieplejszy, tym te prądy są intensywniejsze. Na takie okresowe ocieplanie się ziemskiego klimatu w skali milionów lat, które nie ma związku z obecnym ociepleniem, ma wpływ wspomniane oddziaływanie Marsa.

Korzystnym efektem oddziaływania Marsa na prądy w ziemskich oceanach jest ich wzbudzane w czasie, gdy klimat jest ciepły. Zapewnia to mieszanie się wody na dnie z tą na powierzchni i równomierne rozprowadzenie tlenu w zbiornikach wodnych. Prądy, o których tu mowa, to jeden z dwóch mechanizmów, jakie znamy, a które wspomagają mieszanie mas wodnych. Drugi to system termohalinowy (nazywany także AMOC), często ostatnio przytaczany w związku z globalnym ociepleniem. Jego siła jest uzależniona od poziomu pokrywy lodowej w okolicach podbiegunowych i tego, jak dużo wody słodkiej trafia do oceanów w wyniku topnienia tej pokrywy.

Jednakże, jak podkreśla prof. Dietmar Muller, współautor badań, nie należy wiązać tego, co Mars wyczynia z ziemskimi prądami oceanicznymi, z tym, co obecnie traktujemy jako ocieplenie klimatu.

Od kiedy Mars ma tak istotny wpływ na Ziemię i co zdarzy się w przyszłości?

Badania przeprowadzone przez zespół Adriany Dutkiewicz sięgają mniej więcej do końca epoki dinozaurów, czyli około 65 milionów lat temu. Wynika z nich, że przynajmniej przez 40 milionów lat trwający 2,4 miliona lat cykl zmian klimatycznych jest silnie powiązany ze zmieniającym się oddziaływaniem grawitacyjnym Marsa. Nie jest ono szczególnie silne, ale w powiązaniu z innymi czynnikami, które potęgują wpływ tego oddziaływania na Ziemi, staje się ono istotne. Jednak wciąż wiemy zbyt mało, by móc przewidzieć przyszłość i to, jak układ Ziemia-Mars odpowie na obecne zaburzenia oraz globalną zmianę ziemskiego klimatu, która teraz ma miejsce.

Dalsza analiza obserwacji jest ciekawa, nie tylko ze względu na dołączenie kolejnego istotnego czynnika kształtującego ziemski klimat do modeli pogodowych, ale też ze względu na inne pytanie - skoro Mars wpływa na Ziemski klimat, przynajmniej w perspektywie ostatnich kilkudziesięciu milionów lat, to jak Ziemia mogła zaburzyć klimat Czerwonej Planety w przeszłości? Być może doszło do kosmicznej przepychanki, gdy obie planety walczyły niejako o prawo do stania się najlepszą lokalizacją dla zaawansowanego życia. A wygranym okazała się Ziemia. To oczywiście tylko przypuszczenia, gdyż prawdy wciąż nie znamy.

Źródło: Nature Communications, Univ. of Sydney, inf. własna