Пролет, лято, есен и зима - сезоните на Земята се сменят на всеки няколко месеца, приблизително по едно и също време всяка година. Лесно е да приемем този цикъл за даденост тук, на Земята, но не на всяка планета сезоните се сменят редовно. Защо Земята има редовни сезони, а другите планети нямат?

Pедовната смяна на сезоните на Земята е уникална. Оста на въртене, по която се върти планетата, по протежение на Северния и Южния полюс, не е съвсем изравнена с вертикалната ос, перпендикулярна на земната орбита около Слънцето. Този лек наклон има голямо значение за всичко - от сезоните до циклите на ледниците. Големината на този наклон може дори да определи дали една планета е подходяща за живот.

Когато една планета има перфектно съответствие между оста, по която обикаля, и оста на въртене, количеството слънчева светлина, което получава, е фиксирано, докато обикаля около Слънцето - ако приемем, че формата на орбитата ѝ е окръжност. Тъй като сезоните се дължат на колебанията в количеството слънчева светлина, достигащо до повърхността на планетата, при планета, която е идеално подравнена, няма да има сезони. Но Земята не е идеално подравнена около оста си.

Това малко разминаване е около 23 градуса от вертикалата за Земята. Затова северното полукълбо изпитва по-интензивна слънчева светлина през лятото, когато Слънцето е разположено по-пряко над него.

След това, докато Земята продължава да обикаля около Слънцето, количеството слънчева светлина, което получава северното полукълбо, постепенно намалява, тъй като то се отклонява от Слънцето. Това води до зимата.

Планетите, които се въртят около осите си и обикалят около Слънцето, приличат на въртящи се върхове - те се въртят и поклащат заради гравитационното привличане на Слънцето. Когато един връх се върти, може да забележите, че той не остава идеално изправен и неподвижен. Вместо това той може да започне да се накланя или леко да се люлее. Това накланяне астрофизиците наричат прецесия на въртенето.

Колебливият наклон и всички естествени вариации на формата на земната орбита могат да променят количеството и разпределението на слънчевата светлина, достигаща до Земята. Тези малки промени допринасят за по-големите температурни промени на планетата в продължение на хиляди до стотици хиляди години. Това от своя страна може да доведе до ледникови периоди и периоди на затопляне.

Когато косотата на една планета е повече от 54 градуса, екваторът ѝ става леден, а полюсът - топъл. Това се нарича обърната зоналност и е обратното на това, което има Земята.

По принцип, ако има големи и непредсказуеми колебания, сезонните вариации на планетата стават диви и трудни за прогнозиране. Една драматичнo голяма вариация на наклона може да превърне цялата планета в снежна топка, където всичко е покрито с лед. Повечето планети не са единствените планети в слънчевите си системи. Планетарните им братя и сестри могат да нарушават взаимно орбитите си, което може да доведе до вариации във формата на орбитите им и техния орбитален наклон.

Така че планетите в орбита изглеждат като върхове, въртящи се на покрива на кола, която се блъска по пътя, където колата представлява орбиталната равнина. Когато скоростта - или честотата, както я наричат учените - с която върховете се прецесират или въртят, съвпада с честотата, с която колата се блъска нагоре-надолу, се получава нещо, наречено спин-орбитален резонанс.

Спин-орбиталните резонанси могат да причинят тези промени в наклона, когато планетата се колебае около оста си. Помислете за бутане на дете на люлка. Когато го бутнете в точния момент - или на резонансната честота - то ще се люлее все по-високо и по-високо.

Марс се колебае повече около оста си, отколкото Земята, въпреки че двете планети са наклонени приблизително еднакво, и това всъщност е свързано с обикалянето на Луната около Земята. Земята и Марс имат сходна честота на прецесия на спина, която съвпада с орбиталните колебания - съставките за спин-орбитален резонанс.

Но Земята има масивна Луна, която дърпа оста на въртене на Земята и я кара да прецесира по-бързо. Тази малко по-бърза прецесия не ѝ позволява да изпитва спин-орбитални резонанси. Така Луната стабилизира наклона на Земята и тя не се колебае около оста си толкова силно, колкото Марс.

Снимка: Unsplash/Gongjie Li)

Виж още: Тази концепция показва, че Windows 7 може да бъде релевантен дори днес (ВИДЕО)