Wie komplex der Einfluss von Jupiter ist, zeigt dieses Diagramm:
Hier sieht man die gesammelten Ergebnisse von jeder Menge Simulationen. Jeder Datenpunkt in diesem Bild entspricht einer Simulation, also einer bestimmten Kopie des Jupiters. Verändert wurde sein Abstand zur Sonne (“Semi-Major Axis”) und seine Exzentrizität. Die Farbe des Datenpunkts zeigt, welchen Maximalwert die Exzentrizität der Erde in dieser Simulation erreicht hat (auf einer logarithmischen Skala). Blaue Regionen zeigen an, wo die Exzentrizität der erde wenig schwankt; rote Bereiche zeigen an wo sie stark schwankt und wo ein dementsprechend instabiles und chaotisches Klima herrschen würde. Die Simulation die dem echten Sonnensystem entspricht ist mit einem schwarzen Kreis markiert.
Man erkennt zuerst, dass die Variation der Erd-Exzentrizität um so stärker wird, je weiter Jupiter von der Sonne weg rückt; d.h. in rechten Bereich des Diagramms ist es eher rot/gelblich und links ist es blau. In der vertikalen Richtung gibt es aber keine solche Ordnung. Hier wechseln rote und blaue Regionen ab und es gibt keine klare Regeln, welche Exzentrizität des Jupiters zu welchem Verhalten der Erde folgt. Der Grund für diese Komplexität sind sogenannte säkulare Resonanzen, die ich hier genauer erklärt habe. Kurz gesagt geht es darum, dass Störungen besonders stark oder schwach werden können, wenn die Geschwindigkeiten mit der sich die Bahnen zweier Planeten verändern in einem ganzzahligen Verhältnis stehen.
Horner und seine Kollegen haben noch ein paar andere Simulationen durchgeführt und zum Beispiel gezeigt, dass es im Prinzip keine Rolle spielt, was Jupiter treibt wenn es nur um die Inklination der Erdbahn geht. Die Neigung der Erdbahn ändert sich kaum, egal auf welcher Bahn sich Jupiter bewegt. Die veröffentlichten Ergebnisse sind allerdings nur vorläufig. Es soll noch eine viel ausführlichere Analyse folgen und das ist meiner Meinung nach auch dringend nötig.
Die hier vorgestellten Daten sind zwar interessant, aber auch nicht wirklich außergewöhnlich. Simulationen dieser Art werden schon seit Jahrzehnten gemacht und es ist nicht wirklich sonderlich kompliziert – so etwas bekommen auch schon Studenten hin, die sich ein bisschen mit den entsprechenden Computerprogrammen beschäftigt haben. Fragen der Art “Wie verändert sich die Bahn von Planet X wenn sich die Bahn von Planet Y verändert” sind quasi das tägliche Brot der Himmelsmechaniker und gerade bei Planeten des Sonnensystems hat man das schon mehr als ausführlich untersucht (hab ich früher natürlich auch gemacht). Wirklich interessant wäre es hier aber, wenn man nicht nur die Veränderungen in der Erdbahn berechnet, sondern auch gleich ein paar Rechnungen mitlaufen lässt, die bestimmen, wie sich die Sonneneinstrahlung auf den Planeten verändert. Dann hat man ein Maß für die Stabilität des Klimas und das ist es ja, um das es geht. Das ist natürlich ein bisschen komplexer und braucht mehr Zeit. Die Autoren sagen allerdings auch am Ende ihres Artikels, dass sie für die Zukunft genau solche Arbeiten geplant haben. Ich bin gespannt!
Kommentare (15)