Uit nieuw onderzoek blijkt dat Mars een verrassend cruciale rol speelt bij het reguleren van het langetermijnklimaat op aarde, en cycli beïnvloedt die honderdduizenden tot miljoenen jaren bestrijken. Terwijl Venus en Jupiter de baandynamiek van de aarde domineren, laten simulaties zien dat het verwijderen van Mars uit het zonnestelsel belangrijke klimaatpatronen verstoort. Deze ontdekking herkadert ons begrip van planetaire stabiliteit, wat suggereert dat de aanwezigheid van een stabiliserende buitenplaneet – zoals Mars – vaker voorkomt dan eerder werd aangenomen, waardoor de kans op het vinden van bewoonbare exoplaneten elders in de Melkweg potentieel groter wordt.
De onverwachte rol van Mars
Decennia lang hebben wetenschappers begrepen dat het klimaat op aarde wordt gevormd door Milankovitch-cycli: langetermijnvariaties in de baan en de kanteling van de aarde, aangedreven door de zwaartekracht van andere planeten. Venus en Jupiter oefenen de sterkste invloed uit, maar men dacht dat het effect van Mars minimaal was. Recente simulaties onder leiding van Stephen Kane van de Universiteit van Californië, Riverside, betwisten deze veronderstelling.
Het team maakte gedetailleerde modellen van het zonnestelsel, waarbij systematisch de effecten van elke planeet op de baan en de axiale kanteling van de aarde werden getest. De resultaten waren opvallend: door Mars uit de simulatie te verwijderen, werden twee cruciale Milankovitch-cycli met perioden van 100.000 en 2,4 miljoen jaar geëlimineerd.
“Als je Mars verwijdert, verdwijnen die cycli”, aldus Kane. “En als je de massa van Mars vergroot, worden ze steeds korter omdat Mars een groter effect heeft.”
Dit suggereert dat Mars ‘boven zijn gewicht uitsteekt’ en een onevenredig grote invloed uitoefent op de klimaatstabiliteit op aarde.
Hoe Mars de kanteling van de aarde stabiliseert
De axiale kanteling van de aarde varieert elke 41.000 jaar tussen 21,5 en 24,5 graden, wat van invloed is op de seizoensintensiteit en klimaatpatronen op de lange termijn. Hoewel de maan lange tijd werd beschouwd als de belangrijkste stabilisator van de kanteling van de aarde, tonen de simulaties aan dat de zwaartekracht van Mars ook aanzienlijk bijdraagt. Het vergroten van de massa van Mars in de simulaties stabiliseerde de kanteling van de aarde verder, wat suggereert dat een grotere buitenplaneet de orbitale stabiliteit zou kunnen verbeteren.
Deze bevinding is significant omdat het mogelijk de lat voor bewoonbare exoplaneten verlaagt. Een planeet heeft niet noodzakelijkerwijs een grote maan nodig om een stabiele kanteling te behouden; een buitenplaneet van bescheiden omvang zoals Mars kan voldoende zijn. Dit verruimt de zoekcriteria voor aardachtige planeten buiten ons zonnestelsel.
Milankovitch-cycli en langetermijnklimaat
De Milankovitch-cycli regelen variaties in de axiale kanteling van de aarde, de excentriciteit van de baan (hoe elliptisch de baan is) en de precessie van de equinoxen. Deze cycli veroorzaken ijstijden en warme perioden op geologische tijdschalen.
De cyclus van 430.000 jaar, aangedreven door Venus en Jupiter, blijft onaangetast door de aanwezigheid van Mars. De andere twee cycli – die verdwijnen als Mars wordt verwijderd – zijn echter van cruciaal belang voor de klimaatregulering op de lange termijn.
Het is belangrijk op te merken dat deze cycli millennia duren en geen verband houden met de huidige, door de mens veroorzaakte klimaatverandering. Milankovitch-cycli bepalen het klimaat op aarde op geologische tijdschalen en zorgen ervoor dat ijstijden niet voor onbepaalde tijd duren.
Implicaties voor onderzoek naar exoplaneten
De ontdekking dat Mars het klimaat op aarde stabiliseert, heeft gevolgen voor de zoektocht naar bewoonbare exoplaneten. Astronomen zouden nu de aanwezigheid van een stabiliserende buitenplaneet moeten beschouwen als een sleutelfactor bij het beoordelen van planetaire systemen.
“Als ik naar andere planetenstelsels kijk en een planeet ter grootte van de aarde in de bewoonbare zone vind, kunnen de planeten verder weg in het systeem een effect hebben op het klimaat van die aardachtige planeet”, legt Kane uit.
Het bestaan van Mars roept vragen op over hoe het klimaat op aarde eruit zou zien zonder Mars, en of complex leven zich onder dergelijke omstandigheden had kunnen ontwikkelen.
Uiteindelijk benadrukt dit onderzoek de onderlinge verbondenheid van planetaire systemen en onderstreept het het belang van het overwegen van zwaartekrachtinteracties bij het evalueren van de bewoonbaarheid van exoplaneten.
