火星的“暗力”正悄悄塑造地球气候
新研究显示,即使体积仅为地球 ½、质量仅 1/10 的火星,也能显著驱动地球冰期循环与长期气候模式
发表刊物:Pacific Astronomy 期刊(Publications of the Astronomical Society of the Pacific)
研究团队:加州大学河滨分校(UC Riverside)行星天体物理学教授 Stephen Kane 与团队

图:示意图
1. 研究背景火星因体积仅为地球的一半、质量仅为地球的十分之一,常被视为“轻量级”行星。最近一项发表于《Pacific Astronomy》期刊的研究,却揭示了火星在太阳系中对地球轨道与自转倾斜(倾角)的长期引力“冲击”,并进一步决定了地球冰期与其它长期气候周期的出现与消退。
“火星的引力不一定取决于距离——它在离太阳更远的情况下对地球的影响反而更大。” — Stephen Kane
2. 研究方法数值仿真:Kane 利用高精度计算机模拟太阳系演化,跟踪地球轨道、倾角与昼夜周期在数万至数百万年间的变化。
对比实验:在仿真中分别保留与移除火星,观察其对“米兰科维奇循环”(Milankovitch cycles)——决定冰期起伏的关键机制——的影响。
3. 火星对地球气候周期的关键作用周期
主要驱动力
完成周期
火星移除后的变化
火星质量增加的效应
430,000 年
金星、木星的引力
维持不变
维持不变
影响最小
100,000 年
主要受火星影响
缩短
消失
随质量增大周期缩短
2.3 M 年
主要受火星影响
缩短
消失
随质量增大周期缩短
轨道偏心率(Eccentricity):火星的存在使地球轨道在这 100,000 年与 2.3 M 年周期内,偏心率的变化幅度更大,进而影响北极与南极冰盖的推进或退却。
倾角(Obliquity):火星质量增加时,地球倾角变化速率下降,产生“稳定化”效应。
近日点(Perihelion):同样受火星影响,决定地球在轨道上的近日点位置与季节强度。
“火星虽不在近太阳区,但它的引力却能在离它更远的地方对地球产生更显著的作用。” — Stephen Kane
4. 结果的更广泛意义对地球进化的潜在影响
冰期导致森林萎缩、草原扩展,驱动直立行走、工具使用与社会合作等进化事件。
若无火星的引力驱动,地球的主要气候周期将消失,可能导致不同的生物进化路径。
对外星系行星系统的启示
模拟表明,即使是体积较小的外行星,也能在其行星系统内微妙地影响可居住区行星的气候稳定性。
这为寻找潜在生命星球时提供了新的角度:后排行星的质量与位置可能决定内侧行星的气候可居住性。
“当我观察其他星系,看到一个处于宜居区的地球大小星球时,外侧行星往往会对它的气候产生不容忽视的影响。” — Stephen Kane
5. 结语本研究首次将火星的引力作用量化为地球轨道与气候的可观测参数,为理解冰期周期提供了新的物理基础,也提醒我们在考虑行星系统稳定性时,不能忽视那些“看似无关”的外层行星。
勇编撰自论文"The Dependence of Earth Milankovitch Cycles on Martian Mass".Publications of the Astronomical Society of the Pacific.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。