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.