« Je savais que Mars avait une certaine influence sur la Terre, mais je la supposais infime », a déclaré Kane. « Je pensais que son influence gravitationnelle serait trop faible pour être facilement observable dans l'histoire géologique de la Terre. J'ai donc entrepris de vérifier mes propres hypothèses. »
Pour ce faire, Kane a effectué des simulations informatiques du comportement du système solaire et des variations à long terme de l'orbite et de l'inclinaison de la Terre qui déterminent comment la lumière du soleil atteint la surface sur des dizaines de milliers, voire des millions d'années.
Comment Mars influence les cycles climatiques de la Terre
Ces cycles de variation d'orbite et de position, appelés cycles de Milankovitch , sont essentiels pour comprendre comment et quand les périodes glaciaires commencent et se terminent. Une période glaciaire est une longue période durant laquelle la planète présente des calottes glaciaires permanentes aux pôles. La Terre a connu au moins cinq grandes périodes glaciaires au cours de ses 4,5 milliards d'années d'histoire. La plus récente a débuté il y a environ 2,6 millions d'années et se poursuit encore aujourd'hui.
Un cycle de Milankovitch, principalement dû à l'attraction gravitationnelle de Vénus et de Jupiter, dure 430 000 ans. Durant cette période, l'orbite terrestre autour du Soleil se modifie progressivement, passant d'une forme quasi circulaire à une forme plus allongée, puis revenant à sa forme initiale. Cette variation de l'orbite influe sur la quantité d'énergie solaire reçue par la Terre et peut avoir un impact sur l'avancée ou le recul des calottes glaciaires.
Ce cycle de 430 000 ans est resté intact dans les simulations de Kane, que Mars soit présente ou non. Mais lorsque Mars a été retirée, deux autres cycles majeurs, l'un d'une durée de 100 000 ans et l'autre de 2,3 millions d'années, ont complètement disparu.
« Quand on retire Mars, ces cycles disparaissent », a déclaré Kane. « Et si on augmente la masse de Mars, ils se raccourcissent de plus en plus car Mars a un impact plus important. »
Ces cycles influent sur la circularité ou l'allongement de l'orbite terrestre (son excentricité), le moment où la Terre s'approche au plus près du Soleil et l'inclinaison de son axe de rotation (son obliquité). Ces facteurs déterminent la quantité de lumière solaire reçue par les différentes régions de la Terre, ce qui, à son tour, affecte les cycles glaciaires et les tendances climatiques à long terme. Les résultats de Kane montrent que Mars joue un rôle mesurable dans ces deux phénomènes.
Découvertes inattendues et implications plus larges
« Plus une planète est proche du Soleil, plus son attraction gravitationnelle est forte. Mars étant plus éloignée du Soleil, son influence gravitationnelle sur la Terre est plus importante que si elle était plus proche. Elle a un impact disproportionné par rapport à sa taille », a déclaré Kane.
L'une des découvertes les plus inattendues a été l'influence de la masse de Mars sur la vitesse à laquelle l'inclinaison de la Terre varie. Actuellement, l'inclinaison de la Terre est d'environ 23,5 degrés, et cet angle varie légèrement au fil du temps.
« Dans nos simulations, à mesure que la masse de Mars augmentait, le taux de variation de l'inclinaison de la Terre diminuait », a expliqué Kane. « Ainsi, l'augmentation de la masse de Mars a un effet stabilisateur sur notre inclinaison. »
Cette recherche quantifie non seulement l'influence de Mars sur l'orbite terrestre, mais laisse également entrevoir des implications plus vastes. Les simulations de Kane suggèrent que même de petites planètes extérieures d'autres systèmes solaires pourraient discrètement influencer la stabilité de mondes susceptibles d'abriter la vie.
« Lorsque j'observe d'autres systèmes planétaires et que je trouve une planète de la taille de la Terre dans la zone habitable, les planètes plus éloignées dans le système pourraient avoir un impact sur le climat de cette planète semblable à la Terre », a déclaré Kane.
Ces résultats soulèvent également d'autres questions quant à l'évolution possible de la Terre. Les périodes glaciaires ont entraîné un rétrécissement des forêts et une expansion des prairies, des changements qui ont impulsé des transformations évolutives majeures telles que la bipédie, l'utilisation d'outils et la coopération sociale.
« Sans Mars, l'orbite terrestre serait privée de cycles climatiques majeurs », a ajouté Kane. « À quoi ressembleraient les humains et les autres animaux si Mars n'existait pas ? » Plus d'informations : Stephen R. Kane et al., « La dépendance des cycles de Milankovitch terrestres à la masse martienne », Publications de la Société astronomique du Pacifique (2025). DOI : 10.1088/1538-3873/ae2800
Par Jules Bernstein, Université de Californie - Riverside
Édité par Stephanie Baum, revu par Robert Egan
Fourni par l'Université de Californie - Riverside
