Met de helft van de grootte van de aarde en maar een tiende van haar massa is Mars een lichtgewicht in vergelijking met andere planeten. Toch laat nieuw onderzoek zien hoe de rode planeet stilletjes aan de baan van de aarde trekt en daarmee klimaatpatronen op de lange termijn bepaalt, waaronder ijstijden.
Mars is de vierde planeet vanaf de zon en draait in een baan tussen de Aarde en Jupiter. De planeet is kleiner dan de Aarde en staat bekend als de “rode planeet”, al is zijn oppervlak in werkelijkheid eerder okerkleurig. De daglengte en seizoenen lijken sterk op die van de Aarde. De planeet is vernoemd naar de Romeinse oorlogsgod en wordt vergezeld door twee kleine manen: Phobos en Deimos.
Leestip: Er was vermoedelijk veel langer vloeibaar water op Mars dan gedacht (maar wel met tussenpozen)
Computersimulaties voor veranderingen op lange termijn
“Ik wist dat Mars een zekere invloed op de aarde had, maar ik ging ervan uit dat die heel klein was,” vertelt onderzoeker Stephen Kane. “Ik dacht dat de zwaartekrachtsinvloed te gering zou zijn om gemakkelijk waar te nemen binnen de geologische geschiedenis van de aarde. Ik besloot mijn eigen aannames te toetsen.”
Om dit te onderzoeken gebruikte Kane computersimulaties van het zonnestelsel, waarmee hij de langetermijnveranderingen in de baan en de helling van de aarde bestudeerde. Deze langzame schommelingen, die zich over tienduizenden tot miljoenen jaren uitstrekken, bepalen hoeveel zonlicht verschillende delen van het aardoppervlak ontvangen en spelen daarmee een belangrijke rol in het klimaat op lange tijdschalen.
De Milankovitch-cyclus
Deze cycli van de veranderende baan en stand van de aardas, de zogenaamde Milankovitch-cycli, zijn cruciaal om te begrijpen hoe en wanneer ijstijden ontstaan en weer eindigen. Een ijstijd is een langere periode waarin de planeet permanente ijskappen op de polen heeft. De aarde heeft in haar 4,5 miljard jaar durende geschiedenis minstens vijf grote ijstijden meegemaakt, de meest recente begon ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden en duurt nog steeds voort.
Zo’n Milankovitch-cyclus wordt voornamelijk aangedreven door de zwaartekracht van Venus en Jupiter en duurt 430.000 jaar. Gedurende die tijd verandert de baan van de aarde rond de zon geleidelijk van bijna cirkelvormig naar meer langwerpig en vervolgens weer terug. Deze verandering in de vorm van de baan beïnvloedt hoeveel zon de planeet bereikt. Daarmee speelt het ook een rol in de uitbreiding of terugtrekking van ijskappen.
Leestip: Van Mars tot de Maan: Zo vieren ruimtevaartorganisaties het nieuwe jaar 2026
De verdwijning van twee andere cycli
Die cyclus van 430.000 jaar bleef intact in de simulaties van Kane, ongeacht of Mars aanwezig was of niet. Maar toen de rode planeet werd verwijderd uit de simulaties, verdwenen twee andere belangrijke cycli volledig, een die 100.000 jaar duurt en een andere die 2,3 miljoen jaar duurt.
“Als je Mars weglaat, verdwijnen die cycli,” zei Kane. “En als je de massa van Mars vergroot, worden ze steeds korter omdat Mars een groter effect heeft.”
Deze twee cycli beïnvloeden hoe cirkelvormig of uitgerekt de baan van de aarde is, het tijdstip waarop de aarde het dichtst bij de zon komt en de helling van de rotatieas. Deze factoren beïnvloeden hoeveel zonlicht de verschillende delen van de aarde ontvangen, wat op zijn beurt weer van invloed is op ijstijdcycli en klimaatpatronen op de lange termijn. De resultaten van Kane laten zien dat Mars in beide een meetbare rol speelt.
Hoe werkt dat dan precies?
“Hoe dichter een planeet bij de zon staat, hoe meer de zwaartekracht van de zon erop inwerkt”, legt Kane uit. “Omdat Mars verder van de zon verwijderd is, heeft de planeet een grotere zwaartekracht op de aarde dan wanneer hij dichterbij zou staan. De invloed van Mars is groter dan je zou verwachten.”
Een van de meest onverwachte ontdekkingen was hoe de massa van Mars de snelheid beïnvloedt waarmee de hellingshoek van de aarde verandert. De aarde heeft momenteel een hellingshoek van ongeveer 23,5 graden en die hoek varieert enigszins in de loop van de tijd. “Naarmate de massa van Mars in onze simulaties toenam, nam de snelheid waarmee de helling van de aarde veranderde af”, vertelt Kane. “Het vergroten van de massa van Mars heeft dus een soort stabiliserend effect op onze helling.”
Implicaties voor andere zonnestelsels
De studie, gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of the Pacific, maakt niet alleen de invloed van Mars op de baan van de aarde meetbaar, maar wijst ook op verder reikende gevolgen. De simulaties van Kane stellen dat kleine planeten in andere zonnestelsels ongemerkt de stabiliteit van werelden die mogelijk leven herbergen, kunnen beïnvloeden.
“Als ik naar andere planetenstelsels kijk en een planeet ter grootte van de aarde in de bewoonbare zone vind, dan kunnen de planeten verder weg in het systeem invloed hebben op het klimaat van die aardachtige planeet”, vertelt Kane.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
