Milankovičevi cikli: Kako Zemlja in Sonce delujeta

ANDRZEJ WOJCICKI / Getty Images

Medtem ko vsi poznamo zemeljsko os, usmerjeno proti zvezdi Severnici ( Polaris ) pod kotom 23,45° in da je Zemlja približno 91-94 milijonov milj od sonca, ta dejstva niso absolutna ali stalna. Interakcija med Zemljo in Soncem, znana kot orbitalna variacija, se spreminja in se je spreminjala skozi 4,6 milijarde let dolgo zgodovino našega planeta.

Ekscentričnost

Ekscentričnost je sprememba oblike zemeljske orbite sonce . Trenutno je orbita našega planeta skoraj popoln krog. Med časom, ko smo najbližje soncu (perihelij) in časom, ko smo najbolj oddaljeni od sonca (afelij), je le približno 3 % razlika v razdalji. Perihelij se zgodi 3. januarja in takrat je zemlja od sonca oddaljena 91,4 milijona milj. V afelu, 4. julija, je Zemlja oddaljena 94,5 milijona milj od sonca.

V 95.000-letnem ciklu se Zemljina orbita okoli sonca spremeni iz tanke elipse (ovalne) v krog in nazaj. Ko je orbita okoli sonca najbolj eliptična, je večja razlika v razdalji med zemljo in soncem v periheliju in afelu. Čeprav trenutna razlika v razdalji treh milijonov milj ne spremeni veliko količine sončne energije, ki jo prejmemo, bi večja razlika spremenila količino prejete sončne energije in bi perihelij naredil veliko toplejši čas v letu kot afel.

Poševnost

V 42.000 letnem ciklu zemlja niha in kot osi glede na ravnino vrtenja okoli sonca se spreminja med 22,1° in 24,5°. Manjši kot od naših trenutnih 23,45° pomeni manjše sezonske razlike med severnim in južnim Hemisfere medtem ko večji kot pomeni večje sezonske razlike (tj. toplejše poletje in hladnejšo zimo).

Precesija

Čez 12.000 let bo na severni polobli poletje decembra in zima junija, ker bo zemeljska os usmerjena na zvezdo Vega namesto na trenutno poravnavo s zvezdo Severnico ali Polarisom. Ta sezonski obrat se ne bo zgodil nenadoma, ampak se bodo letni časi skozi tisoče let postopoma spreminjali.

Milankovičevi cikli

Astronom Milutin Milankovitch je razvil matematične formule, na katerih temeljijo te orbitalne spremembe. Domneval je, da ko so nekateri deli cikličnih variacij združeni in se pojavijo hkrati, so odgovorni za velike spremembe v zemeljskem podnebju (celo ledene dobe ). Milankovič je ocenil podnebna nihanja v zadnjih 450.000 letih in opisal hladna in topla obdobja. Čeprav je svoje delo opravljal v prvi polovici 20. stoletja, so bili Milankovičevi rezultati dokazani šele v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja.

Študija iz leta 1976, objavljena v reviji Znanost pregledal jedra globokomorskih sedimentov in ugotovil, da Milankovitcheva teorija ustreza obdobjem podnebnih sprememb. Dejansko so se ledene dobe pojavile, ko je Zemlja prehajala skozi različne stopnje spreminjanja orbite.

Viri

• Hays, J. D. John Imbrie in N. J. Shackleton. 'Variacije v Zemljini orbiti: spodbujevalnik ledenih dob.' Znanost . Letnik 194, številka 4270 (1976). 1121-1132.
• Lutgens, Frederick K. in Edward J. Tarbuck. Atmosfera: Uvod v meteorologijo .