اتضح كيف يؤثر المريخ على مناخ الأرض

بالمقارنة مع الأرض، فإن المريخ صغير جدًا: ما يقرب من نصف الحجم وأصغر بحوالي 10 مرات من حيث الكتلة. ومع ذلك، فإن له تأثيرًا كبيرًا على مدار كوكبنا، وبالتالي على مناخه.

هذه هي نتائج دراسة جديدة في المجلة منشورات الجمعية الفلكية في منطقة المحيط الهادئ. بدأ مؤلفه، ستيفن كين، أستاذ الفيزياء الفلكية للكواكب في جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، المشروع بتشكك.

يقول: “كنت أعلم أن المريخ يؤثر بطريقة أو بأخرى على الأرض، لكنني اعتقدت أن هذا التأثير لا يكاد يذكر. وبدا لي أن تأثير جاذبيته كان أصغر من أن يتم اكتشافه بسهولة في التاريخ الجيولوجي للأرض. ويمكنني أن أقول إنني قررت اختبار شكوكي”.

وللقيام بذلك، أجرى كين عمليات محاكاة حاسوبية لسلوك النظام الشمسي والتغيرات طويلة المدى في مدار الأرض وميلها المحوري، والتي تحدد كمية حرارة الشمس التي تصل إلى الأرض.

كيف يشكل المريخ دورات مناخ الأرض

تُعرف دورات التغيرات في مدار الكوكب وموقعه باسم دورات ميلانكوفيتشتلعب دورًا رئيسيًا في فهم أسباب بداية ونهاية العصور الجليدية. العصر الجليدي هو حقبة طويلة توجد فيها صفائح جليدية دائمة عند قطبي الكوكب. خلال 4.5 مليار سنة، شهدت الأرض ما لا يقل عن خمسة عصور جليدية كبرى. بدأ هذا الأخير منذ حوالي 2.6 مليون سنة ويستمر حتى يومنا هذا.

إحدى دورات ميلانكوفيتش، مدفوعة إلى حد كبير بجاذبية كوكب الزهرة والمشتري، تبلغ مدتها 430 ألف سنة. خلال هذا الوقت، يتغير شكل مدار الأرض تدريجيًا من الدائري تقريبًا إلى الأكثر استطالة وخلفيًا. وهذا يؤثر على تقدم أو تراجع الصفائح الجليدية.

وفي محاكاة كين، تستمر هذه الدورة التي تبلغ 430 ألف سنة بغض النظر عن وجود المريخ. لكن إزالة الكوكب الأحمر من النموذج تؤدي إلى الاختفاء الكامل لدورتين أخريين، تستمران 100 ألف و2.3 مليون سنة.

يوضح البروفيسور: “إذا قمت بإزالة المريخ، تختفي هذه الدورات. وإذا قمت بزيادة كتلة المريخ، فإنها تصبح أقصر، لأن تأثير المريخ يزداد”.

تؤثر هذه الدورات على انحراف مدار الأرض، ووقت اقتراب الأرض من الشمس، وميل محور دوران الكوكب. كل هذا يحدد مقدار ضوء الشمس الذي تستقبله مناطق مختلفة من الأرض، والذي يؤثر بدوره على الدورات الجليدية وله عواقب مناخية طويلة المدى. تظهر نتائج كين ذلك يلعب المريخ دورًا ملموسًا في كلتا العمليتين.

نتائج غير متوقعة وتداعيات أوسع

يقول عالم الفيزياء الفلكية: “كلما كان الكوكب أقرب إلى الشمس، كلما كان أكثر عرضة لجاذبيتها. وبما أن المريخ أبعد عن نجمنا، فإن تأثير جاذبيته على الأرض أكبر مما لو كان أقرب. يمكننا القول أن تأثيره يفوق قدراته”.

ومن أكثر الاكتشافات غير المتوقعة تأثير كتلة المريخ على معدل التغير في ميل محور الأرض. وهي مائلة حاليا بحوالي 23.5 درجة، وتتغير هذه الزاوية قليلا مع مرور الوقت.

يقول كين: “بينما قمنا بزيادة كتلة المريخ في عمليات المحاكاة لدينا، انخفض معدل التغير في ميل الأرض. وهذا يعني أن الزيادة في كتلة المريخ لها نوع من التأثير المثبت على ميلنا”.

لا تحدد هذه الدراسة تأثير المريخ على مدار الأرض فحسب، بل تقترح أيضًا ظواهر مماثلة في أنظمة النجوم الأخرى، حيث يمكن حتى للكواكب الخارجية الصغيرة أن تشكل بهدوء استقرار العوالم التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة.

يقول كين: “عندما أدرس أنظمة كوكبية أخرى وأجد كوكبًا شبيهًا بالأرض في المنطقة الصالحة للسكن، فمن الممكن أن تؤثر الكواكب الموجودة في النظام بشكل كبير على مناخ ذلك الكوكب الشبيه بالأرض”.

بالإضافة إلى ذلك، تطرح أسئلة حول ما يمكن أن تصبح عليه الأرض في ظل ظروف مختلفة. وبسبب العصور الجليدية تضاءلت الغابات وازدادت مساحة المروج؛ حفزت هذه التغييرات التغيرات التطورية الرئيسية مثل المشي المستقيم، واستخدام الأدوات، والتعاون الاجتماعي.

وخلص الباحث إلى أنه “بدون المريخ، سيفتقر مدار الأرض إلى دورات مناخية كبيرة. كيف كان سيبدو الناس والحيوانات الأخرى إذا لم يكن هناك المريخ؟ “