هر سال، زمین الگویی آشنا از تغییرات فصلی را دنبال میکند: وقتی تابستان در نیمکره شمالی آغاز میشود، زمستان در نیمکره جنوبی سر میزند و بالعکس.
اما آیا سیارات دیگر هم الگوهای فصلی دارند؟
در واقع، سیارات، سیارههای کوتوله و برخی از قمرهای منظومه شمسی هم چرخههای فصلی دارند — و این فصلها میتوانند کاملاً متفاوت از آنچه روی زمین تجربه میکنیم باشند، به گفته کارشناسان به لایو ساینس.
برای درک فصلها در سیارات دیگر، باید ببینیم چه چیزی در زمین باعث ایجاد فصل میشود.
گونگجی لی، اخترفیزیکدان در مؤسسه فناوری جورجیا میگوید: «زمین بهدلیل کج بودن محور چرخشش چهار فصل دارد.» این یعنی زمین با زاویهای حدود ۲۳٫۵ درجه میچرخد.
شِین بایرن، استاد علوم سیارهای در دانشگاه آریزونا توضیح میدهد: «وقتی زمین در یک طرف خورشید قرار دارد، نیمکره شمالی به سمت خورشید متمایل است و نیمکره جنوبی در سایه قرار دارد. شش ماه بعد که زمین به طرف دیگر مدارش میرسد، جهتگیری کاملاً برعکس میشود.»
مریخ نیز با انحراف محوری حدود ۲۵ درجه، فصلهایی مشابه زمین دارد. چون این زاویه بسیار نزدیک به انحراف زمین است، تغییرات فصلی در مریخ نیز به زمین شبیه است.
بایرن میگوید: «در مریخ هم مانند زمین، در مناطق قطبی بسته به فصل، نور دائمی یا تاریکی دائمی وجود دارد، و این شرایط هر نیمسال تغییر میکند.»
اما نکته جالب اینجاست که زمستانهای مریخ با یخ دیاکسید کربن (یخ خشک) همراه هستند نه یخ آب، و همین ماده میتواند ترکهایی عنکبوتمانند روی سطح مریخ ایجاد کند.
در مقابل، برخی سیارات منظومه شمسی انحراف محوری بسیار متفاوتی دارند و این باعث میشود فصلهایشان بسیار شدیدتر باشد.
مثلاً عطارد هیچ انحراف محوری ندارد، بنابراین تقریباً هیچ تغییری فصلی ندارد. از سوی دیگر، اورانوس انحرافی نزدیک به ۹۰ درجه دارد؛ یعنی قطبهایش یا کاملاً رو به خورشید هستند یا کاملاً دور از آن — بنابراین فصلهایش بسیار افراطیاند: تابستانهایی با آفتاب سوزان مداوم و زمستانهایی با تاریکی مطلق و طولانی.
اما انحراف محوری تنها عامل ایجاد فصلها نیست؛ شکل مدار سیاره نیز نقش مهمی دارد. چون مدار سیارات دایره کامل نیستند و بیضیشکلاند، فاصله آنها از خورشید در طول سال تغییر میکند.
برای مثال، عطارد مداری «بیقاعده» دارد که به گفته لی در ایجاد تغییرات فصلی نقش دارد. مدار بسیار بیضیشکل پلوتو هم باعث تغییرات فصلی شدید آن میشود.
این دو عامل — انحراف محوری و شکل مدار — در طول زمان هم تغییر میکنند.
بایرن، که تغییرات اقلیمی مریخ را بررسی میکند، میگوید انحراف محور مریخ همیشه ۲۵ درجه نبوده است. طبق مدلهایی که در سال ۱۳۹۶ در ژورنال Earth and Planetary Science Letters منتشر شد، این انحراف طی میلیاردها سال از ۱۰ تا بیش از ۴۰ درجه تغییر کرده است و همین باعث نوسانات شدید در فصلهای مریخ شده است.
او میگوید: «تقریباً یک تصادف خوشحالکننده است که انحراف مریخ امروز شبیه زمین است.»
لی نیز اضافه میکند: «ما روی زمین خوششانس هستیم که محور چرخشش نسبتاً پایدار است.»
به لطف این پایداری، زمین در هزاران سال گذشته فصلهایی نسبتاً باثبات داشته، هرچند تغییرات اقلیمی بزرگتری ممکن است با جابجایی مدار زمین نسبت به خورشید رخ داده باشند.
به گفته او، این ثبات احتمالاً نقش بزرگی در شکلگیری و بقای حیات روی زمین داشته است.
دانشمندانی مثل لی اکنون در حال بررسی شرایط سیارههای دیگر و تغییرات فصلی آنها هستند تا ببینند آیا امکان وجود حیات در سیارات دوردست وجود دارد یا نه.
اما تا اینجا به نظر میرسد که تغییرات فصلی ملایم و پایداری محور زمین، ویژگیای منحصربهفرد است.