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木星和金星扭曲地球軌道 每40.5萬年重複一次

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「朱諾」號拍攝的木星南極

很多人覺得自己的生活一直在繞圈子,但與宇宙內的循環相比,我們的繞圈子只能是小巫見大巫。通過對遠古岩石進行研究,科學家證實了一個長期存在的假設,即地球軌道被木星和金星的引力拖拽扭曲,陷入一個每40.5萬年重複一次的歷史性循環。

羅格斯大學的地磁學家丹尼斯·肯特表示:「這是一項令人吃驚的發現,因為這個漫長周期是根據年代至少可追溯到2.15億年前的岩芯得到證實。此前,科學家根據5000萬年前的行星移動預測這個周期。現在,科學家能夠以一種非常精確的方式,將地球氣候和環境變化、恐龍和哺乳動物的進化以及世界各地發現的化石與這個40.5萬年周期聯繫在一起。」

科學家在亞利桑那州採集的岩芯,保存著2億多年的地球信息

幾十年來,科學家一直在研究這種現象,其中一個例子被稱之為「米蘭科維奇循環」。金木引力拖拽的扭曲效應讓地球的繞日軌道在近乎完美的正圓形和偏心率大約0.5的橢圓形之間循環往複。

這個周期可追溯到地球和太陽系歷史的哪個時期,相關證據一直存在爭議。幸運的是,藉助在美國亞利桑那州石化森林國家公園地下深處採集的遠古岩石樣本,科學家正在描繪一幅更清晰的圖畫。2013年,肯特和他的團隊來到石化森林國家公園,開始在一座孤山鑽取岩芯。他們獲取的岩芯總長度已超過457米。放射性同位素分析揭示了岩芯的年代,同時發現了地球磁場兩極翻轉的證據。

在與紐瓦克盆地發現的沉積物樣本進行比較時,他們發現這個40.5萬年周期是與地球公轉有關的最持久的天文模式。該周期的歷史可追溯到2.15億年前的三疊紀。在史前時代,紐瓦克盆地所在地區曾是一個巨大湖泊,覆蓋新澤西州大部分區域。

金星全景照

肯特表示:「雖然存在其它更短的軌道周期,但如果將時鐘往回撥,我們很難在任何給定時間確定這些軌道周期的真實身份,因為它們隨時間發生改變。這個周期的魅力就在於它的獨一無二。它並未發生變化。相比之下,其它所有軌道周期都已不是本來面目。」

研究證實40.5萬年周期在恐龍統治地球前就已出現。這一發現能夠對無數研究領域產生影響,從如何解讀化石到追溯生命形態的進化,再到進一步了解行星運動。在受益於這一發現的研究領域中,最讓科學家感興趣的莫過於地球氣候。40.5萬年周期有助於科學家了解木星和金星如何影響地球氣候,以及地球氣候如何在漫長的歲月變遷中不可避免地經受升溫和降溫變化。

太陽系八大行星全家福

但論文作者指出這並不意味著任何人能夠以這一發現為由,堅稱地球當前的氣候危機應歸咎於其它因素,而不是人類活動。40.5萬年的軌道周期循環不會直接改變地球氣候,但會強化或抑制短期軌道周期,也就是「米蘭科維奇循環」的影響。但在有生之年,我們不會注意到米蘭科維奇循環的影響。

肯特說:「其它很多因素都能在對我們至關重要的時間尺度內影響地球氣候。我們排放到大氣中的二氧化碳已經對氣候產生顯著影響。現在,我們能夠測算這種影響。相比之下,這個行星軌道周期的影響更為微妙。」研究論文刊登在《美國國家科學院院刊》上。

來源:漫步宇宙


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