Tyngdekraften styrer alle bevægelser i Solsystemet. Når planeterne i vores Solsystem bevæger sig rundt om Solen, trækker de alle sammen i hinanden med tyngdekraften. Gennem meget lang tid ændrer denne gensidige påvirkning både formen på planeternes baner rundt om Solen samt planetaksernes hældning og retning (samlet kaldet orbitale parametre). Ved at lave modeller af planeternes bevægelser kan forskere beregne, hvordan planeterne i Solsystemet har påvirket hinanden tilbage i tid, og hvordan de i sidste ende har påvirket Jordens orbitale parametre og klima.

Beregninger af planeternes bevægelser tilbage i tid er en vigtig del af grundforskningen indenfor både astrofysik og geologi. Det giver nemlig mulighed for at finde ud af, hvordan Solsystemet har udviklet sig gennem tid, og om der tidligere har eksisteret planeter, som vi ikke kender til i dag. Solsystemets udvikling har også stor betydning for geologiske modeller af Jordens klimaændringer både tilbage og frem i tid.

Modeller nærmer sig deres grænse

Den første beregning eller model af Solsystemets udvikling tilbage i tid blev foretaget af den franske matematiker Urbain Le Verrier i 1856. Modellen blev baggrund for Milankovitch-teorien, som for første gang viste sammenhængen mellem Jordens klima og ændringer i Jordens orbitale parametre, der er drivkraften bag istider.

Siden dengang er beregningerne blevet mere præcise. Især brugen af computerberegninger har forlænget modellerne langt tilbage i tid. I dag er astrofysikere faktisk nået så langt med beregningerne af Solsystemets udvikling, at de har fastlagt planeternes bevægelser og påvirkning af hinanden tilbage til cirka 42 millioner år før nu.

Desværre er man ved at nå grænsen for, hvor langt tilbage i tid, man kan forlænge modellerne. Der er især begrænsninger i den algoritme, man bruger til beregningerne, men også i såkaldte kaotiske effekter.

En kaotisk effekt kan for eksempel være en komet eller en asteroide, som man ikke kender til i dag, men som for mange millioner år siden har bevæget sig tæt på en planet og påvirket planetens orbitale parametre med dens tyngdekraft. Det er en effekt, man ikke kan tage højde for i beregningerne af Solsystemets udvikling. Det giver derfor en stor usikkerhed – eller kaos – i modellerne.

Den store usikkerhed og begrænsning i beregningerne af astronomiske modeller kunne altså tyde på, at astrofysikerne er hjælpeløst strandet i videreudviklingen af disse modeller. Her kommer geologien ind i billedet. Jeg har nemlig påvist, at planeten Mars for 210 millioner år siden har efterladt sig spor i Grønland efter tyngdekraftpåvirkning mellem Mars og Jorden. Det samme har andre forskere gjort andre steder på Jorden og til andre tidspunkter. På den måde kan vi lære noget om, hvordan Mars og Jorden har bevæget sig tilbage i tid og bruge disse geologiske resultater til at forbedre beregninger af Solsystemets udvikling.

Sø-aflejringer i Grønland blev påvirket af klimaet

Søer er generelt virkelig gode til at sladre om klimaændringer. De er nemlig begrænset til et lille område, og de påvirkes i stor grad af temperatur og regnfald ved for eksempel indtørring og udvidelse eller skift i aflejringsprocesser. Derfor bruges sø-aflejringer ofte som indikator for klimaændringer.

I Carlsberg Fjord i Østgrønland finder man sedimentære lag i flotte røde og lilla farver. Disse lag er dannet i en enormt stor sø for omkring 210 millioner år siden. Dengang lå området længere sydpå, omkring hvor Spanien ligger i dag. Desuden var klimaet generelt meget varmere end i dag på grund af en høj koncentration af atmosfærisk CO₂. Det varme klima betød, at søen i Østgrønland oftest var udtørret, og der blev hovedsageligt aflejret rødt mudder.

I perioder med lidt fugtigere klima blev der aflejret lilla mudder. I de mest fugtige perioder blev søen fyldt op af vand, som aflejrede et tyndt lag af røde eller grå siltsten. Det giver i dag et stribet mønster af røde, lilla og grå lag, som sladrer om de klimasvingninger, søen har været udsat for.

Den sø, der eksisterede i Østgrønland for 210 millioner år siden, var altså stærkt påvirket af klimaet, som skiftede mellem tørt og fugtigt. Disse klimasvingninger blev skabt af ændringer i Jordens orbitale parametre, som ændrer den mængde solenergi, Jorden modtager og derved det globale klima. Ved at analysere disse klimasvingninger i Østgrønland lykkedes det mig at påvise klimasvingninger relateret til både præcession af Jordens akse, hældningen af Jordens akse og excentriciteten af Jordens bane rundt om Solen.

Lange klimasvingninger med en periode på 405.000 år er særligt fremtrædende i de røde og lilla lag, når de ses på afstand. Denne klimacyklus skabes af cykliske ændringer i Jordens baneform og er relateret til Venus og Jupiters tyngdepåvirkning af Jorden. Jupiter har en meget stor masse, og derfor er perioden af netop denne 405.000 års cyklus stabil gennem tid. Denne Venus-Jupiter-cyklus har altså en periode på 405.000 år både i dag og for 210 millioner år siden.