Om de insamlade uppgifterna kan användas för att bygga högkvalitativa klimatmodeller av jorden kan de tillämpas på studiet av det gamla klimatet i Mars och andra steniga världar.
Forskare har länge hävdat att periodiska fluktuationer i jordens klimat beror på cykliska förändringar i fördelningen av solljus som når dess yta. Detta beror på rotationen runt axeln, ellipticiteten i banan och subtila gravitationsinteraktioner med andra planeter, asteroider och kroppar i solsystemet.
Planetvägar förändras över tid och detta kan ändra cykelns längd. Detta gör det svårt för forskare att avslöja vad som orsakat många gamla klimatförändringar. Och ju längre in i det förflutna, desto starkare är detta problem.
”Små förändringar i rörelsen på en planet påverkar andra. Under årtusenden resonerar dessa förändringar med varandra, och hela systemet förvandlas på ett sätt som inte kan förutsägas med ens de mest avancerade matematiska beräkningarna, säger Paul Olsen, geolog och paleontolog vid Lamont-Doherty Earth Observatory vid Columbia University (USA).
Anpassningen av de tre planeterna (Jupiter, Mars, Venus) och månen som har störst inverkan på jordens omloppsbana. Prototypen på bilden var ett fotografi av NASA-astronauten Scott Kelly som togs den 7 oktober 2015 från den internationella rymdstationen. Kredit: Paul Olsen.
Fram till nu kunde forskare beräkna planets relativa rörelser och deras möjliga inflytande på jordens klimat med tillräcklig noggrannhet på bara 60 miljoner år, försumbar jämfört med 4,6 miljarder års historia.
Emellertid har Paul Olsen och hans team nu pressat dessa gränser till ett rekord för 200 miljoner år sedan. År 2018 jämförde periodiska förändringar i antika sediment samlade i Arizona och New Jersey, identifierade forskare en 405 000-årig cykel av jordens omloppsbana, som inte verkar ha förändrats under de senaste 200 miljoner åren - en slags metronom från vilken de kan alla andra cykler mäts.
Genom att använda samma sediment, i en ny studie som presenterades i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences, rapporterar geologer att de hittade en ännu längre klimatperiod på 2,4 miljoner år, som tidigare var 1,75 miljoner år.
Kampanjvideo:
Geolog Paul Olsen vid Arizona Petrified Forest National Park, där 200 miljoner stenar hjälper till att avslöja banorna i några av planeterna i solsystemet. Kredit: Kevin Krajick / Earth Institute, Columbia University.
Genom dessa två stora experiment lärde forskare att förändringar i tropiskt klimat från fuktigt till torrt under tiden för de första dinosaurierna, från cirka 252 till 199 miljoner år sedan, inträffade i omloppscykler på cirka 20 tusen, 100 tusen och 400 tusen år, liksom en mycket längre cykel på 1,75 miljoner år, som nu är 2,4 miljoner år gammal. Enligt teamet orsakas denna skillnad av gravitationsdansen mellan Jorden och Mars. "Denna skillnad är avtrycket av kaoset i solsystemet," säger Paul Olsen.
För att testa de uppgifter som erhållits om den röda planets påverkan på jordens klimat, satte den vetenskapliga teamet på att borra prover på högre breddegrader från en gammal sjö bortom Palaearktiska eller Antarktiscirklar.
Om de insamlade uppgifterna tillåter högkvalitativa klimatmodeller av jorden att byggas, kan de tillämpas på studiet av klimatet i gamla Mars och andra steniga världar. "Men mer spännande är möjligheten att testa sådana motstridiga teorier som en eventuell existens av ett plan med mörk materia i vår galax, genom vilken solsystemet periodvis passerar," författarna till studien rapporten.
Digital höjdkarta över sediment bildade vid botten av en sjö för cirka 220 miljoner år sedan nära Flemington, New Jersey (USA). Kredit: LIDAR-bild, US Geological Survey; digital färgläggning av Paul Olsen.
Paleoklimatisk forskning avslöjar inte bara det förflutna, utan är också direkt relaterat till nutiden. Även om klimatet är mycket beroende av omloppsbana, påverkas det också av mängden koldioxid i jordens atmosfär. Vi närmar oss nu en tid då koldioxidnivåerna kan vara lika höga som för 200 miljoner år sedan. Att kombinera uppgifterna ger klimatologer möjlighet att se interaktionen mellan alla faktorer och kommer också att hjälpa till i sökandet efter liv på Mars och bebodda exoplaneter.
