Los científicos miden la influencia de Marte en el clima de la Tierra

El pequeño Marte, que pesa 10 veces menos que la Tierra, todavía puede sufrir un choque gravitacional, remodelando sutilmente la órbita de la Tierra. Según un nuevo estudio, el Planeta Rojo puede haber causado edades de hielo y otros cambios climáticos a gran escala.

El clima de la Tierra a largo plazo está influenciado por sus interacciones gravitacionales con otros planetas del sistema solar, gracias a la llamada ciclos de milankovitch. Estos ciclos remodelan la órbita de la Tierra con el tiempo, cambiando la cantidad de energía solar que recibe nuestro planeta. Los ciclos están estrechamente relacionados con los períodos húmedos y secos, así como con el avance y retroceso de las capas de hielo y los glaciares.

Pero la influencia de los planetas entre sí es como una serie de péndulos, de modo que los ciclos de Milankovitch implican muchos períodos repetidos. Estos períodos son aún más difíciles de entender porque el registro geológico se vuelve menos profundo y más preciso a medida que retrocedemos en el tiempo.

Como todos estos péndulos están acoplados, crean una serie compleja de ciclos, afirma Stephen Kane (Universidad de California, Riverside), autor principal del estudio. Si bien algunos de estos ciclos se destacan, hay muchos ciclos más pequeños superpuestos a ellos, explica Kane. «Es por eso que en el artículo a menudo nos referimos a bandas de ciclos, en lugar de a un ciclo específico».

Una de las oscilaciones más conocidas es la provocada por Venus y Júpiter, que se repite cada 400.000 años. Este ciclo provoca una extensión variable de la órbita terrestre (su excentricidad) aún más pronunciado, cambiando el contraste entre estaciones y provocando ciclos glaciales que afectan las tasas de erosión en todo el planeta, con variaciones mensurables en el registro sedimentario antiguo.

En los últimos años, los científicos de la Tierra han propuesto la existencia de un ciclo repetitivo de aproximadamente 2,4 millones de años, lo que puede ayudar a explicar muchos misterios geológicos y geoquímicos. Un estudio vinculó este ciclo con los patrones de erosión de sedimentos encontrados en las cuencas oceánicas, mientras que otros sugirieron que los niveles de oxígeno en los océanos cambiaban al mismo ritmo, asociados con episodios de diversificación biológica, como la explosión cámbrica de vida marina hace 540 millones de años.

Estas líneas de investigación apuntaban a Marte como un posible conductor. Pero Kane y sus colegas se mostraron escépticos de que Marte pudiera tener un efecto tan profundo en los procesos geológicos de la Tierra. Entonces hicieron algunas simulaciones por computadora para probar estas ideas.

«Pensé, bueno, Marte no tiene suficiente masa para aparecer en nuestro registro sedimentario», dice Kane. «Siempre pensé que Marte era un actor demasiado pequeño para tener realmente ese efecto dentro de este sistema de osciladores armónicos acoplados simples».

Los resultados demostraron que estaba equivocado. Si bien algunas oscilaciones orbitales son causadas por Venus y Júpiter, Marte desempeña un papel importante en otras. Cuando Kane eliminó a Marte de las simulaciones, dos ciclos (uno de unos 100.000 años y otro de unos 2,4 millones de años) desaparecieron por completo. Por el contrario, el aumento de masa de Marte acortó la duración de estos ciclos, lo que sugiere que la influencia gravitacional del Planeta Rojo es un parámetro importante en la historia de la órbita y el clima de la Tierra.

«En particular, el ciclo de 2,4 millones de años parece abarcarlo todo», afirma el biogeoquímico Benjamin Mills (Universidad de Leeds, Reino Unido), que no participó en este estudio. «Cuando miramos en el tiempo profundo, no podemos resolver cosas en una escala de miles de años porque no tenemos la resolución de la muestra… pero poder resuelven cosas en una escala de un millón de años, y vemos estos ciclos de 2,4 millones de años en todas partes.» Por ejemplo, los dos ciclos de período más largo están asociados con las edades de hielo de la Tierra.

Las simulaciones también mostraron que Marte influye en la Tierra. flexión axialfue una sorpresa extraordinaria. El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,5° con respecto a su órbita alrededor del Sol, pero esta inclinación cambia ligeramente con el tiempo en un ciclo de 40.000 años. Los investigadores descubrieron que un Marte más masivo amortiguaría estas variaciones, estabilizando la inclinación de la Tierra.

La enorme influencia de Marte sobre la Tierra proviene de su ubicación, más que de su masa. Marte, que orbita más lejos del Sol que la Tierra, ocupa una región donde la atracción gravitacional del Sol es más débil, lo que le da al pequeño planeta una esfera de influencia sorprendentemente grande. Al mismo tiempo, Marte ocupa un delicado punto dinámico donde puede influir en la órbita de la Tierra, pero no mucho más. En otras palabras, «si eliminamos Marte, la Tierra lo notará, pero muchas otras personas no», dice Kane.

«Para mí es importante que Marte importe», dice Kane. Los hallazgos del equipo fueron publicados en Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico.

efecto marte

En conjunto, los resultados sugieren que la presencia de Marte ha desempeñado un papel sutil pero trascendental en la configuración del clima de la Tierra, influyendo en los patrones de glaciación y, a su vez, influyendo en la habitabilidad y evolución de la vida a largo plazo.

«Cuando pensamos en la evolución y la biodiversidad, tendemos a pensar en los cambios ambientales como una especie de desencadenante de la evolución», dice Mills. Existe mucho debate sobre hasta qué punto la explosión del Cámbrico está relacionada con la disponibilidad de oxígeno; Explicó si estos pulsos de oxígeno, que van y vienen, han fomentado toda esta innovación en el mundo animal. «Ahora, vincularlo todo con Marte es realmente genial».

Si bien puede parecer que pequeñas variaciones orbitales no deberían calentar o congelar un planeta entero, los pequeños efectos se acumulan en escalas de tiempo largas y pueden causar cambios geológicos sutiles que terminan teniendo impactos a mayor escala. Por ejemplo, la tasa de erosión controla el secuestro de dióxido de carbono, lo que cambia la química del océano. Estos efectos secundarios pueden importar más que el aporte de energía, dice Kane.

Los autores señalan que pueden ocurrir interacciones gravitacionales similares en sistemas planetarios más allá del nuestro. En tales sistemas, los planetas vecinos relativamente pequeños (incluso los que están lejos de la zona habitable) podrían afectar la estabilidad climática y la habitabilidad de mundos bien ubicados.

Sin embargo, los métodos de detección aún no pueden capturar completamente estas sutiles interacciones, especialmente en planetas pequeños como la Tierra y Marte. «Lo que dice esta investigación es que necesitamos profundizar más; este es un problema que debemos resolver», dice Kane.