Planeten Mars påverkar Jordens klimat

 

Bild Skillnaden hur jorden och Mars kretsar runt solen. (NASA)

Stephen Kane, professor i planetarisk astrofysik vid UC Riverside, inledde detta projekt efter tvivel kring nyare studiers resultat som kopplar jordens uråldriga klimatmönster till gravitationseffekter från Mars. Dessa studier tyder på att sedimentlager på havsbottnen på jorden speglar klimatcykler påverkade av Mars trots dess avstånd från jorden och dess lilla storlek.

"Jag visste att Mars hade någon effekt på jorden, men jag antog att den var pyttelitet," beskriver Kane. "Jag trodde att dess gravitationella påverkan skulle vara för liten för att lätt kunna observeras inom jordens geologiska historia. Jag började  kolla mina egna antaganden."

För att göra detta körde Kane datorsimuleringar av solsystemets beteende och av de långsiktiga variationerna i jordens bana och lutning som styr hur solljuset når eller nått ytan under tiotusentals till miljontals år.

Dessa cykler av förskjutande bana och position kallas Milanković-cykler och är centrala för att förstå hur och när istider börjar och slutar. En istid är en lång period då planeten har permanenta isar vid polerna. Jorden har genomgått minst fem stora istider under sin 4,5 miljarder år långa historia. Den senaste började för cirka 2,6 miljoner år sedan och pågår fortfarande.

En Milanković-cyklel drivs huvudsakligen av Venus och Jupiters gravitationskraft och tar 430 000 år att slutföra. Under den tidsperioden skiftar jordens bana runt solen gradvis från nästan cirkulär till mer avlång och sedan tillbaka igen. Denna förändring i banans form påverkar hur mycket solenergi som når jorden och kan påverka istäckens framryckning eller tillbakadragande.

Den 430 000-åriga cykeln förblev intakt i Kanes simuleringar oavsett om Mars fanns eller ej. Men när Mars togs bort försvann två andra stora cykler, en som tar 100 000 år att slutföra och en annan som sträcker sig över 2,3 miljoner år, helt.

"När du tar bort Mars försvinner de cyklerna," beskriver Kane. "Och om du ökar Mars massa blir de kortare och kortare eftersom Mars då får större effekt."

Dessa cykler påverkar hur cirkulär eller utsträckt jordens bana är (dess excentricitet), tidpunkten för jordens närmaste passage till solen och lutningen av dess rotationsaxel (dess lutning). Dessa påverkar hur mycket solljus olika delar av jorden får vilket i sin tur påverkar glaciala cykler och långsiktiga klimatmönster. Kanes resultat visar att Mars spelar en mätbar roll i båda.

"Ju närmare en planet är solen desto mer domineras en planet av solens gravitation. Eftersom Mars är längre från solen har den en större gravitationseffekt på jorden än om den var närmare. Den slår över sin viktklass," beskriver Kane.

En av de mer oväntade upptäckterna var hur Mars massa påverkar takten med vilken jordens lutning förändras. Jorden lutar för närvarande ungefär 23,5 grader, och den vinkeln varierar något över tid.

"När Mars massa ökades i våra simuleringar minskar förändringshastigheten i jordens lutning," beskriver Kane. "Så att öka Mars massa har en slags stabiliserande effekt på vår lutning."

Studien är publicerad i Publications of the Astronomical Society of the Pacific, och beskriver  inte bara hur Mars kvantifierar inflytandet på jordens omloppsbana utan antyder också bredare konsekvenser. Kanes simuleringar antyder att även små yttre planeter i solsystem kan forma stabiliteten hos världar som kan hysa liv.

Hör ljud från planeten Mars

 

De första ljudinspelningarna från Mars avslöjar en lugn planet med enstaka vindbyar där två olika ljudhastigheter finns som får en märklig fördröjd effekt på hörseln, sade forskare nyligen. Efter det att NASA:s Perseverance rover landade på Mars i februari förra året började dess två mikrofoner spela in ljud vilket gjorde det möjligt för forskare att höra hur det låter på den röda planeten för första gången.

I en studie som publicerades i tidskriften Nature nyligen gav forskarna sin första analys av den fem timmar långa ljudupptagningen som plockats upp av Perseverances mikrofoner.

Ljudet avslöjade en tidigare okänd ljudturbulens på Mars, säger Sylvestre Maurice, studiens huvudförfattare och vetenskapliga meddirektör för det skokartongstora SuperCaminstrumentet som är monterat på roverns mast där en mikrofon finns. Det internationella teamet lyssnade vid flygningar med den lilla Ingenuity-helikoptern, en systerfarkost till Perseverance.

Här finns en film med ljuden som nämns ovan .

Studien bekräftade för första gången att ljudets hastighet är långsammare på Mars och färdas med 240 meter per sekund, jämfört med jordens 340 meter per sekund.

Detta hade förväntats eftersom Mars atmosfär består av 95 procent koldioxid – jämfört med jordens 0,04 procent och har en cirka 100 gånger tunnare atmosfär vilket enligt studien får ljudet 20 decibel svagare . Men forskarna blev likväl förvånade när ljudet från lasern färdades 250 meter i sekunden – 10 meter snabbare än väntat.

"Jag fick lite panik", sa Maurice. "Jag intalade mig själv att en av de två mätningarna var fel eftersom det på jorden bara finns en ljudhastighet."

De  upptäckte att det finns två ljudhastigheter på Mars yta - en för högfrekventa ljud som laserns zap och en annan för lägre frekvenser som helikopterrotorns virvelljud. "Det finns få naturliga ljudkällor med undantag för vinden på Mars", säger forskarna i ett uttalande kopplat till studien.

Mikrofonerna plockade upp många ljud från  roverns metallhjul då den körde över stenar, enligt studien.

Maurice sa att han tyckte att den "vetenskapliga satsningen" att ta med mikrofoner till Mars blivit en framgång.

Thierry Fouchet vid Parisobservatoriet, som också var involverad i forskningen sa att detta att lyssna på turbulens, såsom vertikala vindar som kallat konvektionsvind kommer att "tillåta oss att förfina våra numeriska modeller för att förutsäga klimat och väder".

Framtida uppdrag till Venus eller Saturnus måne Titan kan nu också utrustas med mikrofoner.  Man undrar hur ljud låter där och om det även här finns mer än men ljudhastighet(min anm.)

Bild från vikipedia på Mars taget av Hubbleteleskopet.