Исследование, размещённое на платформе arXiv.org, показывает Марс в новом свете. Ранее специалисты не догадывались, что эта планета, обладая скромными размерами, может оказывать столь значительное воздействие на земной климат. Однако компьютерное моделирование выявило её роль в регулировании продолжительности ледниковых эпох на нашей планете. Если бы масса Марса была иной, развитие биологических форм жизни на Земле могло пойти по совершенно другому сценарию — и не обязательно благоприятному.
В ходе научной работы с помощью компьютерных симуляций варьировалась масса Марса — от полного её отсутствия до десятикратного увеличения относительно реального значения. Это позволило оценить гравитационное влияние планеты на изменение орбитальных характеристик Земли. Выяснилось, что Марс, несмотря на меньшие габариты по сравнению с Юпитером (чьё воздействие уже подтверждено), критически важен для формирования циклов Миланковича — периодических изменений орбиты и наклона земной оси, которые управляют сменой ледниковых периодов и межледниковий.
Ключевым результатом стало обнаружение того, что масштабный 2,4-миллионолетний цикл (grand cycle), ответственный за долгосрочные климатические колебания, существует исключительно благодаря текущей массе Марса. Этот цикл обусловлен медленным взаимным смещением орбит Земли и Марса, что сказывается на объёме солнечной радиации, достигающей нашей планеты. В моделях, где масса Марса была близка к нулю, данный цикл полностью пропадал.
Помимо этого, Марс усиливает более кратковременные циклы эксцентриситета (длительностью около 100 тысяч лет), делая их продолжительнее и увеличивая амплитуду колебаний при росте его массы в симуляциях. Единственным стабильным остаётся 405-тысячелетний цикл, который определяется гравитационным влиянием на Землю Венеры и Юпитера.
В целом, принцип подобных процессов изучен и частично подтверждён, в частности, при исследовании океанических осадочных пород. Суть воздействия состоит в гравитационном притяжении между планетами земной группы. Однако ранее роль Марса часто игнорировали. Тем не менее, даже эта не самая крупная планета периодически — примерно каждые 41 тысячу лет (хотя в расчётах с увеличенной массой Марса интервал возрастает до 45–55 тысяч лет) — меняет форму земной орбиты, наклон оси и смещение полюсов, что непосредственно сказывается на том, как солнечное излучение распределяется по широтам. Если бы Марс обладал большими размерами и массой, это продлило бы ледниковые эпохи и коренным образом преобразило бы условия для существования жизни на нашей планете.
Данное исследование показывает, что климат Земли зависит не только от взаимодействия в паре Земля—Солнце, но и от совокупного гравитационного влияния всех планет-соседей, в том числе газовых гигантов. Кроме того, работа имеет большое значение для оценки потенциальной обитаемости экзопланет: присутствие рядом массивного тела, аналогичного Марсу, способно либо уберечь планету от полного оледенения, либо резко изменить её сезонные ритмы. Детальный анализ орбитальной динамики далёких планет позволит совершить новые открытия и минимизировать возможные ошибки в таких оценках.
