Согласно новому исследованию, гравитационное взаимодействие между Землей и Марсом приводитк циклическим изменениям глубоководных океанических течений, которые повторяются каждые 2,4 млн лет. Это открытие поможет ученым лучше понять и предсказать климат Земли в будущем.
«Мы были удивлены, обнаружив эти циклы, — говорит геофизик Адриана Дуткевич из Сиднейского университета. — Есть только один способ объяснить их: они являются результатом взаимодействия Марса и Земли, вращающихся вокруг Солнца». В последние годы ученые обнаружили так называемый астрономический «большой цикл». Эта закономерность, повторяется каждые 2,4 миллиона лет и связана с выравниванием орбит Земли и Марса.
Прямых свидетельств этого взаимодействия в геологической истории Земли мало, но открытие ученых позволяет предположить, что пик этого цикла связан с повышением солнечной радиации на Земле, а также с потеплением климата. Причем это не связано с антропогенным изменением климата, которое Земля переживает в настоящее время.
Мы знаем, что другие планеты могут влиять на орбиту Земли, придавая ей более вытянутую форму в регулярных циклах, известных как циклы Миланковича, которые совпадают с началом и концом ледниковых периодов.
Однако они происходят гораздо чаще, в течение десятков тысяч лет, и возникают в основном в результате взаимодействия с Юпитером и Сатурном — гораздо более массивными планетами, чем относительно небольшой Марс. Существование циклов Миланковича было подтверждено в 1976 году, когда ученые обнаружили их признаки в донных отложениях океана.
«Гравитационные поля планет Солнечной системы взаимодействуют друг с другом, и это взаимодействие, называемое резонансом, изменяет эксцентриситет планет — показатель того, насколько близки к кругу их орбиты», — объясняет геофизик Дитмар Мюллер из Сиднейского университета. Но Дуткевич и ее команда пытались определить, меняются ли течения на дне океана при потеплении климата, становятся ли они более энергичными или замедляются.
Разрыв осадочных пород означает ускорение вихрей на морском дне, в то время как постоянное накопление осадочных пород свидетельствует о более спокойных условиях. В основу анализа легли данные 293 научных глубоководных скважин по всему миру, в которых они обнаружили 387 разрывов в осадочных породах, произошедшие за последние 70 млн лет. При построении графика этих разрывов они заметили любопытную закономерность — цикл в 2,4 миллиона лет, который совпадает с астрономическими большими циклами Земли и Марса.
Кроме того, разрывы совпали с известными периодами более теплого климата в истории Земли, включая палеоцен-эоценовый термический максимум, который имел место около 56 млн лет назад, когда температура Земли поднялась на 8 градусов по Цельсию. Это событие было связано с рядом различных причин, включая сбой на орбите Земли и проходящую мимо комету, поэтому потенциальная связь с Марсом может быть способствующим фактором.
Это удивительное открытие, потому что модели и данные наблюдений предполагают, что течения, благодаря которым существует Гольфстрим, могут ослабнуть из-за таяния ледников. Поэтому ученые полагали, что потепление климата приведет к тому, что глубоководные океаны станут гораздо менее активными.
С другой стороны, в более теплом климате сильные штормы случаются гораздо чаще, вызывая вихри, перемешивающие осадочные породы, которые могут распространяться до самых глубин. Это может означать, что океаны немного более устойчивы к изменениям климата, чем мы думали. «Наши данные за 65 млн лет свидетельствуют о том, что более теплые океаны имеют более активную глубинную циркуляцию, — говорит Дуткевич. — Потенциально это не даст течениям остановиться, даже если Атлантическая меридиональная циркуляция замедлится или вовсе прекратится».
Недавние исследования с использованием компьютерного моделирования предсказали, что зона субдукции (линейная зона на границе столкновения литосферных плит), которая в настоящее время находится под Гибралтарским проливом, распространится дальше в Атлантику и будет способствовать формированию атлантической системы субдукции — атлантического огненного кольца, по аналогии с уже существующей структурой в Атлантическом океане. Это произойдет «скоро» с геологической точки зрения, но не ранее 20 млн лет.
