地球气候数百万年于冰河期与温暖期之间反复摆荡，主要原因来自地球轨道参数与自转轴倾角的微小变化。这类长期变动在地球科学统称为米兰科维奇循环，反映地球并非独自绕太阳公转，而持续受其他行星重力扰动。行星引力互动作用，会缓慢改变地球的轨道离心率、自转轴倾角及岁差方向，调节地表接收的太阳辐射量，塑造大范围气候模式。
以往研究已确认木星与金星扮演关键角色。最新精细数值分析显示，质量较小的火星，对地球气候模式同样有明显且受低估的影响。近期团队计算机模拟，系统性将火星质量由零变化至现值十倍，关注地球轨道参数数百万年的气候影响，结果显示火星是决定地球季节性与气候变化的重要成员。
所有模拟条件中，最稳定的特征是周期约40.5万年的离心率循环，主要由金星与木星互动作用驱动，宛如地球长期气候变化的“节拍器”，不受火星质量变化影响而持续。主导冰河期与温暖期转换约10万年循环，是直接受火星影响。火星质量增加，循环不仅周期拉长，振幅也明显增强，显示内行星轨道运动耦合程度跟着提升。
更引人瞩目的是，当模型火星质量趋近零时，关键超长周期气候形态将完全消失。这约240万年的“大循环”源自行星轨道缓慢进动形成的重力共振，唯有火星具足够质量时才能维持，并深刻影响地球百万年所接收的太阳能量分布。
团队以计算机模拟，计算地球自转轴倾角（obliquity，ε）、轨道离心率（eccentricity，e）、近日点经度（longitude of perihelion，sin ϖ）、岁差参数（precession index，e sin ϖ）、岁差参数与轴倾角的综合效应等地球轨道要素，与米兰科维奇循环对照。岁差参数与自转轴倾角共同控制各纬度接收的日照量，对北纬65度地区夏至时刻、大气顶层的日平均入射太阳辐射影响十分显著。海洋沉积物与南极冰层地层保存古海平面高度与古气温变化的地质记录，为重建地球长期气候演化提供关键证据。（Source：Incredio）
此外，地球自转轴倾角也受火星重力扰动直接影响。地质记录常见的4.1万年倾角循环，随火星质量增加而明显延长；若火星质量为现值十倍，倾角循环的周期将延长至约4.5万至5.5万年，足以大幅改变南北半球冰盖产生与消融时序。
这也为评估类地系外行星的可居住性提供新视角。适当轨道配置下，若邻近巨大行星能产生调节长期气候变化的影响，就能避免行星陷入全面冻结，或营造更有利生命发展的季节环境。研究结果清楚指出，米兰科维奇循环并非只由地球与太阳相互关系决定，而是整个行星系统共同作用的产物，而火星就扮演出乎意料且不可或缺的重要角色。
（首图来源：Pixabay）
