Венера и Юпитер искажают орбиту Земли

Команда американских учёных из нескольких научных центров подтвердила гипотезу о том, что орбита Земли искажается гравитационным притяжением двух планет. Первая – Венера – наша непосредственная соседка, чья масса немногим меньше земной. Вторая – Юпитер – гигант Солнечной системы, чьё магнитное поле, как недавно выяснилось, в десять раз сильнее земного. 

Процесс этот, как оказалось, цикличен: "сплющивание" происходит каждые 405 тысяч лет, и это самый длительный из известных астрономических гравитационных циклов. Более того, так продолжается уже как минимум 215 миллионов лет, и деформирование орбиты Земли влечёт за собой изменения климата.

Исследователь геомагнитных явлений и соавтор работы профессор Деннис Кент (Dennis Kent) из Ратгерского университета поясняет: ранее предполагалось, что такие циклы существуют на протяжении примерно 50 миллионов лет. Однако теперь есть доказательства того, что они как минимум в четыре раза старше. И многие значимые климатические изменения, происходившие на Земле, только подтверждают новые данные, говорят авторы.

Явление, когда орбита планеты изменяет форму от идеальной окружности до выраженного эллипса (сдвиг формы до 5%) и обратно, называется изменением эксцентриситета орбиты вращения вокруг Солнца. А ещё это яркий пример циклов Миланковича – так называются различного рода колебания, ответственные за естественные изменения климата. Эти циклы интересуют как палеоклиматологов, так и экологов, изучающих современную обстановку.

Чтобы понять, насколько долго двойное воздействие гравитационных полей Юпитера и Венеры меняет орбиту Земли, авторам работы потребовались эмпирические доказательства. Впрочем, никаких других получить невозможно: для компьютерных моделирований и различных теоретических исследований попросту не хватает данных.

Поэтому геологи ещё в 2013 году отправились изучать древние образцы горных пород. Они выбрали формацию Чинле в нацпарке Петрифайд-Форест ("Окаменелый лес") в Аризоне. Окаменевшие деревья возрастом 225 миллионов лет, благодаря которым парк получил своё название, были найдены именно в породах Чинле.

Команда использовала технику бурения, которая позволяет извлекать керны – образцы горных пород, представляющие собой монолитный цилиндрический столбик (срез такого керна показан на фото ниже). Глубина бурения составила 457 метров.

Специалисты провели анализ образцов минерала циркона на предмет содержания изотопов урана и свинца. Циркон был извлечён из кернов. На основе полученных данных была проведена реконструкция изменений полярности магнитного поля Земли. Результаты показали, что изменения были цикличными, и их возможно датировать.

Сравнение проб с другими доисторическими образцами подтвердило, что длина каждого цикла – 405 тысяч лет. А первые изменения начались в конце триасового периода мезозойской эры, 215 миллионов лет назад.

По словам экспертов, эти выводы необычайно важны для многих научных областей, начиная с анализа окаменелостей и эволюционных процессов и заканчивая изучением движения планет.

Но, пожалуй, наибольшую ценность новая информация представляет для климатологов. Конечно, нельзя считать, что в наступлении эпохи глобального потепления виноваты циклы Миланковича. Зато отследить и объяснить исторические и современные изменения теперь стало намного проще.

К примеру, сейчас Земля находится в той фазе, когда её орбита по форме больше похожа на окружность, чем на эллипс. В дальнейшем, при увеличении эксцентриситета, климат на планете станет более резким: холоднее зимой и жарче летом. И не исключено, что эти изменения, на фоне антропогенных, в очередной раз повлияют на эволюцию живых организмов, заключают специалисты.

Научная статья с более подробным описанием исследования была опубликована в журнале PNAS.