Lực hấp dẫn từ Sao Hỏa có thể âm thầm tác động, góp phần vào sự hình thành và thay đổi các kỷ băng hà kéo dài trong lịch sử khí hậu của Trái Đất.

Nghiên cứu mới đây cho thấy các kỷ băng hà trên Trái Đất không chỉ bị ảnh hưởng bởi Sao Mộc hay Sao Kim, mà sao Hỏa cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tác động mạnh mẽ đến sự biến động khí hậu của hành tinh chúng ta, qua các mô phỏng quỹ đạo mà nhà khoa học Stephen Kane đã thực hiện.

Khái niệm “khí hậu” thường bị nhầm lẫn với “thời tiết”, mặc dù hai khái niệm này thực chất rất khác biệt. Thời tiết phản ánh những biến động ngắn hạn trong môi trường, diễn ra trong vài giờ hay vài ngày, trong khi khí hậu là xu hướng tổng thể của các biến động kéo dài qua hàng nghìn, thậm chí hàng triệu năm.

Chính trong bối cảnh của các chu kỳ dài hạn này, các kỷ băng hà của Trái Đất đã xuất hiện và biến mất theo những nhịp điệu phức tạp mà khoa học vẫn đang tiếp tục giải mã.

Các nhà khoa học đã nhận diện nhiều chu kỳ khí hậu khác nhau. Trong thời gian ngắn, hiện tượng như El Niño và La Niña có thể gây ra những biến động mạnh mẽ về nhiệt độ và lượng mưa trong vài năm.

Các chu kỳ khí hậu kéo dài hàng thập kỷ hay thế kỷ cũng góp phần không nhỏ vào việc hình thành khí hậu khu vực và toàn cầu. Tuy nhiên, nếu nhìn từ góc độ thời gian địa chất, những chu kỳ kéo dài hàng trăm nghìn đến hàng triệu năm mới thật sự quyết định những thay đổi lớn như sự xuất hiện của các kỷ băng hà.

Một trong những cơ chế quan trọng nhất trong việc định hình khí hậu là các chu kỳ Milankovitch, liên quan đến tác động hấp dẫn của các hành tinh lớn như Sao Mộc và Sao Kim lên quỹ đạo Trái Đất. Những lực kéo này khiến quỹ đạo Trái Đất không còn hoàn toàn tròn mà trở thành hình elip, làm thay đổi khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời, dẫn đến sự biến thiên lên tới 23% trong lượng bức xạ Mặt Trời chiếu xuống hành tinh, từ đó tạo ra những thay đổi khí hậu sâu rộng.

Tuy nhiên, nghiên cứu của Stephen Kane chỉ ra rằng bức tranh này vẫn chưa đầy đủ nếu không tính đến sự ảnh hưởng của Sao Hỏa. Qua các mô phỏng quỹ đạo hành tinh dài hạn bằng máy tính, Kane phát hiện ra rằng dù lực hấp dẫn của Sao Hỏa yếu hơn rất nhiều so với Sao Mộc, nhưng nó vẫn có thể tạo ra những tác động đáng kể lên khí hậu Trái Đất. Phát hiện này đi ngược lại với giả định ban đầu của chính ông rằng ảnh hưởng của Sao Hỏa là quá nhỏ để có thể nhận thấy trong lịch sử địa chất.

Một trong những điểm nổi bật của nghiên cứu này là việc giải thích chu kỳ băng hà kéo dài khoảng 100.000 năm, vốn đã xảy ra lặp đi lặp lại trong suốt 2,6 triệu năm qua. Các quan điểm trước đây cho rằng Sao Kim và Sao Mộc hoạt động như những “nhịp đồng hồ” dài hạn, điều chỉnh cường độ các quá trình băng hà, nhưng không phải là nguyên nhân trực tiếp gây ra chúng.

Tuy nhiên, mô phỏng của Kane cho thấy nếu không có Sao Hỏa, những biến đổi mạnh mẽ giữa các kỷ băng hà lạnh giá và các giai đoạn ấm áp sẽ không xảy ra với tần suất và mức độ như những gì đã được ghi nhận.

Thay vào đó, Sao Hỏa có thể điều khiển một chu kỳ dài hơn, khoảng 2,4 triệu năm, được gọi là “Chu kỳ Lớn”. Dấu vết của chu kỳ này đã được phát hiện trong các trầm tích biển sâu, nơi có những khoảng trống địa chất do các dòng hải lưu mạnh mẽ bào mòn đáy biển và ngăn cản sự tích tụ trầm tích. Chính chu kỳ này đã kích hoạt các cơ chế khiến khí hậu Trái Đất dao động mạnh mẽ hơn, làm cho các kỷ băng hà lạnh giá hơn và các giai đoạn ấm áp trở nên nóng hơn.

Phát hiện này không chỉ có ý nghĩa trong lĩnh vực khí hậu học mà còn thu hút sự quan tâm từ các nhà nhân học. Một số nhà khoa học cho rằng những biến động khí hậu nhanh và mạnh do các chu kỳ quỹ đạo này gây ra đã có ảnh hưởng sâu rộng đến môi trường sống của tổ tiên loài người. Chuyển đổi của châu Phi từ rừng rậm thành thảo nguyên được xem là kết quả của những thay đổi đó, tạo ra áp lực sinh tồn khiến con người phải thích nghi, từ việc đứng thẳng hai chân đến sự phát triển của bộ não lớn hơn.

Từ một hành tinh đỏ lặng lẽ quay quanh Mặt Trời, Sao Hỏa có thể đã âm thầm để lại dấu ấn sâu sắc lên lịch sử khí hậu và tiến trình tiến hóa của Trái Đất. Phát hiện của Stephen Kane cho thấy rằng trong vũ trụ bao la, ngay cả những lực hấp dẫn tưởng chừng nhỏ bé cũng có thể góp phần quan trọng trong việc định hình vận mệnh của một hành tinh.