Ciclurile Milankovitch sunt una dintre teoriile cu care oamenii de știință au încercat să explice existența glaciațiilor în istoria Pământului. Această ipoteză este numită și orbitală sau astronomică. Și-a primit numele de la climatologul iugoslav Milutin Milanković. În ciuda numărului mare de contradicții din această teorie, ea a stat la baza paleoclimatologiei moderne.
Mișcarea Pământului
După cum știți, Pământul se învârte în jurul Soarelui pe o orbită eliptică și în jurul propriei axe. Acesta din urmă își schimbă și poziția datorită influenței gravitației lunii. Axa Pământului are un anumit unghi de înclinare, ca și alte planete din sistemul solar. Descrie un con în spațiu. Acest efect se numește precesie. Un bun exemplu de vizualizare a acestei caracteristici a mișcării planetei este rotirea unui turnător.
Perioada unei revoluții complete în jurul circumferinței este de aproximativ 25.800 de ani. Unghiul de înclinare al axei se modifică, de asemenea, în intervalul 22,1-24,5° la fiecare 40.100 de ani. Acest fenomen se numește nutație.
Excentricitate saugradul de compresie al orbitei Pământului în timpul rotației Soarelui se modifică pe o perioadă de 90.800 de ani. Când crește, planeta se îndepărtează de stea și primește mai puțină radiație solară și, în consecință, căldură. Există și perioade în care cea mai mare pantă a Pământului coincide cu excentricitatea maximă. Rezultatul este răcirea globală.
Perihilion și Afelion
Deoarece planetele sistemului solar au o influență reciprocă unele asupra altora, axa orbitei Pământului atunci când se deplasează în jurul Soarelui se rotește treptat în aceeași direcție cu mișcarea orbitală. Ca urmare, periheliul este deplasat - punctul cel mai apropiat al orbitei de stea și afeliul - punctul cel mai îndepărtat. Acești parametri afectează intensitatea impactului radiației solare - radiații termice, electromagnetice, corpusculare. În termeni procentuali, aceste fluctuații sunt mici, dar afectează încălzirea suprafeței planetei.
Astronomia, geofizica și climatologia sunt științe cu ajutorul cărora oamenii de știință caută să stabilească relația dintre activitatea solară, modificările seculare ale temperaturii medii anuale și climă în general, precum și între alți factori. Sarcina lor este nu numai de a determina modele naturale, ci și de a prezice schimbări viitoare care pot afecta semnificativ viața umană.
Ce sunt ciclurile Milankovitch?
Clima Pământului se schimbă sub influența factorilor antropici și non-antropici. Al doilea grup include mișcările tectonice ale plăcilor litosferice,fluctuațiile radiației solare, activitatea vulcanică și ciclurile Milankovitch. Acestea descriu impactul schimbărilor în mișcările planetei asupra climei acesteia.
În 1939, Milankovitch a prezentat pentru prima dată o ipoteză despre dependența ciclică a erelor glaciare în ultimii 500 de mii de ani. El a calculat dinamica modificărilor radiației solare, care constă în radiații electromagnetice și corpusculare, și a explicat cauza glaciației în epoca pleistocenului. În opinia sa, a constat în modificarea parametrilor orbitei planetei - excentricitatea, unghiul de înclinare a axei și poziția periheliului. Conform postulatelor teoriei sale, glaciațiile cauzate de acești factori se repetă la intervale scurte și pot fi prezise.
Ipoteza lui a fost construită pe ipoteza că atmosfera planetei era transparentă. Variante de radiație solară (izolație) au fost calculate de el pentru 65 ° latitudine nordică. Secțiunile obținute pe diagrama de insolație, corespunzătoare la patru glaciații, s-au corelat bine cu schema de glaciare alpină, construită de oamenii de știință germani A. Penk și E. Brückner.
Principalii factori și epoci glaciare
Conform teoriei lui Milankovitch, cei trei factori orbitali principali enumerați mai sus ar trebui să acționeze în mod normal în direcții diferite, astfel încât efectul lor să nu se adună. Următoarea epocă de gheață vine când se adună și se întăresc reciproc.
Fiecare dintre ele determină influența Soarelui asupra Pământului, asupra cantității de radiații solare primite de diferitezone ale planetei. Dacă scade în emisfera nordică, unde se concentrează cea mai mare parte a ghețarilor, atunci la suprafață se acumulează din ce în ce mai multă zăpadă în fiecare an. Creșterea stratului de zăpadă mărește reflectarea luminii solare, care, la rândul său, contribuie la răcirea în continuare a planetei.
Acest proces crește treptat, începe răcirea globală, începe o altă eră glaciară. La sfârșitul unui astfel de ciclu se observă fenomenul opus. Conform datelor științifice, vârful de răcire în timpul ultimei ere glaciare a fost acum aproximativ 18.000 de ani.
Influența precesiunii
Oamenii de știință cred că ciclul precesional este cel mai pronunțat în glaciațiile din emisfera nordică. Acum este în perioada interglaciară, care se va încheia în aproximativ 9-10 mii de ani. În următoarele milenii, nivelul mării poate continua să crească din cauza topirii ghețarilor. Și în primul rând, aceasta se referă la calota glaciară Groenlanda - a doua ca mărime după cea antarctică.
În emisfera sudică, dimpotrivă, se observă în prezent epoca „glaciației”, dar întrucât aici este mult mai puțin pământ decât în nord, acest fenomen nu pare atât de luminos.
Dacă ziua solstițiului de iarnă cade pe afeliu (adică înclinarea axei de rotație a planetei în direcția Soarelui este maximă), iarna va fi mai lungă și mai rece, iar vara - caldă și scurtă. În emisfera opusă, dimpotrivă, există o vară lungă și răcoroasă și o iarnă scurtă și caldă. Diferențele de durată a acestor sezoane sunt cu atât mai vizibile, cu atât mai multeexcentricitatea orbitală.
Nutation
Nutația este asociată cu mai multe fluctuații pe termen scurt în poziția axei pământului. Cea mai mare magnitudine a amplitudinii este de 18,6 ani.
Nutația duce la o schimbare a contrastelor sezoniere ale radiației solare, dar cantitatea anuală a acesteia rămâne constantă. Creșterea insolației vara (vreme mai caldă și mai uscată) este compensată de scăderea acesteia în timpul iernii.
Schimbarea formei orbitale
Distanța de la Pământ la Soare depinde de alungirea orbitei planetei. Diferența dintre punctele extreme este de 4,7 milioane km. În epoca excentricității mici, planeta primește mai multă radiație solară, limitele superioare ale atmosferei se încălzesc mai mult și invers.
Excentricitatea modifică radiația solară anuală totală, dar această diferență este mică. În ultimul milion de ani, aceasta nu a depășit 0,2%. Cel mai mare efect are loc atunci când excentricitatea maximă coincide cu cea mai mare înclinare a axei Pământului.
Istoria schimbărilor climatice de pe Pământ
Metodele moderne de cercetare geofizică ne permit să aflăm cum era clima de pe planeta noastră cu sute de milenii în urmă. Temperatura este estimată indirect prin numărul de izotopi ai hidrogenului greu și oxigenului. Rata încălzirii globale este în prezent de aproximativ 1° pe an.
În ultimii 400.000 de ani, au fost înregistrate 4 ere glaciare înPământ. O încălzire bruscă, care a început cu aproximativ 12 mii de ani în urmă, a dus la o creștere a nivelului oceanului cu 50-100 m. Poate că acest fenomen a fost descris în Biblie drept Potop.
Încălzirea în epoca modernă este însoțită de fluctuații medii anuale de temperatură de 2-3 grade. Pe dependențele construite se notează s alturi ale temperaturii suprafeței planetei, a căror durată nu depășește 1000 de ani. Există fluctuații într-un ciclu mai mic - la fiecare 100-200 de ani cu 1-2 °. După cum sugerează oamenii de știință, acest lucru se datorează fluctuațiilor cantității de metan și dioxid de carbon din atmosferă.
Defecte ale teoriei
În anii 60 și 70. În secolul al XX-lea, oamenii de știință au obținut noi date experimentale și calculate care s-au îndepărtat de conceptul de cicluri Milankovitch. Conține următoarele contradicții:
- Atmosfera Pământului nu a fost întotdeauna la fel de transparentă ca acum. Acest lucru este confirmat de studiile de gheață din Groenlanda și Antarctica. O cantitate mare de praf, probabil asociată cu activitatea vulcanică activă, a reflectat căldura solară. Drept urmare, suprafața planetei s-a răcit.
- Conform teoriei lui Milankovitch, glaciațiile din Groenlanda și Antarctica au avut loc în perioade de timp diferite, dar acest lucru este în contradicție cu datele paleontologice.
- Răcirile globale ar trebui repetate la intervale aproximativ egale, dar de fapt nu au fost în perioadele mezozoic și terțiar, iar în cuaternar au urmat una după alta.
Principalul dezavantaj al acestei teorii este căse bazează doar pe factori astronomici și anume schimbarea mișcării pământului. În realitate, există multe alte motive: variații ale câmpului geomagnetic, prezența a numeroase feedback-uri în sistemul climatic (mecanismul de răspuns prin rezonanță care apare ca răspuns la impacturile orbitale), activitatea tectonică (vulcanism, activitate seismică), iar în ultima perioadă. secole, componenta antropogenă, adică impactul activității economice umane asupra naturii.
