A gravidade de Marte tem uma influência surpreendentemente grande na Terra, afectando a inclinação e a órbita do nosso planeta e contribuindo assim para ciclos climáticos que duram centenas de milhares a milhões de anos, mostraram novas simulações.
Há muito se sabe que Terrao clima de longo prazo é governado pelo Ciclos de Milankovitchvariações de longo prazo na órbita e inclinação do nosso planeta governadas pelo gravitacional atração de outros planetas no sistema solar. Vênus, que é o planeta mais próximo da Terra, e Júpitero planeta mais massivo do sistema solar, são os principais culpados, arrastando a Terra ao longo de milénios com a sua gravidade. Martetambém tem algum efeito; estudos anteriores que analisaram sedimentos depositados no fundo do oceano da Terra sugeriram a possibilidade de mudanças climáticas resultantes de interações gravitacionais com Marte. No entanto, o efeito da gravidade de Marte na Terra não tinha sido quantificado até agora.
Juntamente com Pam Vervoort, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido, e Jonathan Horne, da Universidade do Sul de Queensland, na Austrália, Kane realizou simulações detalhadas do sistema solar que testaram os efeitos que os planetas tiveram na Terra.
É importante notar que os ciclos de Milankovitch não estão de forma alguma ligados aos atuais ciclos antropogénicos. aquecimento global — em vez disso, os ciclos impactam o clima da Terra ao longo de escalas de tempo geológicas. Embora os ciclos possam desencadear eras glaciais (definidas aqui como quando o gelo cobre os pólos por longos períodos), eles também garantem que as eras glaciais não durem para sempre, à medida que as condições mudam como consequência dos ciclos que impactam a órbita e a inclinação da Terra.
Especificamente, os ciclos de Milankovitch controlam variações periódicas na inclinação axial da Terra (conhecida como obliquidade), a excentricidade (isto é, quão alongada) da órbita da Terra em torno do sole uma propriedade conhecida como precessão dos equinócios. Este último rege quando a Terra atinge o periélio — ponto mais próximo do Sol — em sua órbita. Atualmente, o periélio ocorre em janeiro, quando é inverno no norte e verão no sul, mas a precessão gradualmente faz com que o periélio se mova para o final do ano, antes de completar o círculo.
Um dos ciclos mais fortes de Milankovitch tem um período de 430.000 anos, tornando a órbita da Terra ligeiramente excêntrica, ou oval, e é controlada pela gravidade de Vênus e Júpiter. Para este ciclo, os instintos de Kane estavam corretos — as simulações mostraram que quando Marte foi removido, a sua ausência não teve qualquer efeito neste ciclo específico.
No entanto, remova Marte do sistema solar nas simulações e os outros dois ciclos notáveis de Milankovitch, com períodos de 100.000 anos e 2,4 milhões de anos, respectivamente, desaparecem.
“Quando você remove Marte, esses ciclos desaparecem”, disse Kane. “E se aumentarmos a massa de Marte, eles ficam cada vez mais curtos porque Marte está a ter um efeito maior.”
Kane, Vervoort e Horner também descobriram que, alterando a massa de Marte nas simulações, poderiam controlar a quantidade de variação na inclinação da Terra em relação ao plano da eclíptica.
“À medida que a massa de Marte aumenta nas nossas simulações, a taxa de mudança na inclinação da Terra diminui”, disse Kane. “Portanto, aumentar a massa de Marte tem uma espécie de efeito estabilizador na nossa inclinação.”
Muitas propriedades orbitais diferentes afetam o clima da Terra. A inclinação do planeta determina quanta luz solar os pólos recebem. A excentricidade de sua órbita determina o quão perto e quão longe a Terra fica do sol. E a precessão do equinócio controla em que ponto durante o ano a Terra recebe insolação máxima, o que quando combinado com a inclinação e a excentricidade pode alterar significativamente o clima da Terra.
A inclinação da Terra pode variar entre 21,5 e 24,5 graus a cada 41.000 anos. Isto é relativamente estável; em comparação, a inclinação de Marte é muito mais caótica, com variações de até 90 graus com base em evidências geológicas antigas. Até agora, pensava-se que a obliquidade estável da Terra era mantida pela presença do nosso lua. No entanto, as simulações de Kane mostram que a gravidade de Marte também estabiliza a inclinação da Terra. Isto elimina potencialmente a necessidade de uma lua grande para evitar que um planeta semelhante à Terra oscile, o que significa que talvez a Terra não seja tão rara – pelo menos não neste contexto.
A localização de Marte no sistema solar também aumenta o seu efeito na Terra. Quanto mais próximo um planeta está do sol, mais a gravidade do sol domina em vez da do planeta.
“Como Marte está mais longe do Sol, tem um efeito gravitacional maior na Terra do que teria se estivesse mais próximo”, disse Kane. “Ele bate acima do seu peso.”
E assim, os astrónomos à procura de habitações exoplanetas não deveria apenas se contentar em encontrar um potencial planeta semelhante à Terra; eles também deveriam procurar um planeta exterior modesto que possa ajudar a estabilizar o análogo da Terra e regular o seu clima durante longos períodos.
“Quando olho para outros sistemas planetários e encontro um planeta do tamanho da Terra na zona habitável, os planetas mais distantes do sistema podem ter um efeito no clima desse planeta semelhante à Terra”, disse Kane.
O clima da Terra seria suficientemente estável para que a vida complexa se desenvolvesse sem a presença de Marte? Talvez nunca saberemos a resposta a esta pergunta, mas é um fascinante “e se?”.
“Sem Marte, a órbita da Terra não teria grandes ciclos climáticos”, disse Kane. “Como seriam os humanos e outros animais se Marte não existisse?”
Os resultados das simulações foram apresentados no dia 18 de dezembro em Publicações da Sociedade Astronômica do Pacífico.
