Ce sunt ciclurile Milankovitch?

Ciclurile Milankovitch descriu modul în care modificările relativ ușoare ale mișcării Pământului afectează climatul planetei. Ciclurile sunt denumite pentru Milutin Milankovitch, un astrofizician sârb, care a început să investigheze cauza vechilor vârste de gheață ale Pământului la începutul anilor 1900, potrivit Muzeului American de Istorie Naturală (AMNH).

Pământul a cunoscut cele mai recente epoci de gheață din epoca Pleistocenului, care a durat de la 2,6 milioane de ani în urmă la 11700 de ani în urmă. De mii de ani la un moment dat, chiar și regiunile mai temperate ale globului au fost acoperite cu ghețari și foi de gheață, potrivit Muzeului de Paleontologie al Universității din California..

Pentru a determina modul în care Pământul ar putea experimenta schimbări atât de vaste în climă de-a lungul timpului, Milankovitch a încorporat date despre variațiile poziției Pământului cu cronologia epocii de gheață în timpul Pleistocenului. El a studiat variațiile Pământului în ultimii 600.000 de ani și a calculat cantitățile diferite de radiații solare datorate schimbării parametrilor orbitali ai Pământului. În acest sens, el a fost capabil să lege cantități mai mici de radiații solare din latitudinile mari din nord cu epocile anterioare ale gheții europene, potrivit AMNH.

Calculele și graficele lui Milankovitch, care au fost publicate în anii 1920 și sunt folosite în prezent pentru a înțelege climatul trecut și viitor, l-au determinat să concluzioneze că există trei cicluri poziționale diferite, fiecare cu lungimea ciclului propriu, care influențează climatul pe Pământ: excentricitatea orbitei Pământului, înclinarea axială a planetei și ondularea axei sale.

Excentricitate

Pământul orbitează soarele într-o formă ovală numită elipsă, cu soarele în unul dintre cele două puncte focale (focare). Elipticitatea este o măsură a formei ovalului și este definită prin raportul axei semiminor (lungimea axei scurte a elipsei) față de axa semimajor (lungimea axei lungi a elipsei), conform Swinburne Universitate. Un cerc perfect, în care cei doi focuri se întâlnesc în centru, are o elipticitate de 0 (excentricitate scăzută), iar o elipsă care este tăiată până la o linie dreaptă are o excentricitate de aproape 1 (excentricitate ridicată).

Orbita Pământului își schimbă ușor excentricitatea pe parcursul a 100.000 de ani, de la aproape 0 la 0,07 și din nou, în conformitate cu Observatorul Pământului al NASA. Când orbita Pământului are o excentricitate mai mare, suprafața planetei primește cu 20 până la 30 la sută mai multă radiație solară atunci când se află la perihelie (cea mai scurtă distanță între Pământ și soare fiecare orbită) decât atunci când este la afelie (cea mai mare distanță între Pământ și soare fiecare orbită). Când orbita Pământului are o excentricitate scăzută, există o foarte mică diferență în cantitatea de radiații solare care se primește între perihelie și afelie.

Astăzi, excentricitatea orbitei Pământului este de 0,017. În perihelion, care are loc în jurul sau în jurul zilei de 3 ianuarie în fiecare an, suprafața Pământului primește cu aproximativ 6% mai multă radiație solară decât la afelie, care are loc pe 4 iulie sau în jurul acesteia.

Înclinare axială

Înclinarea axei Pământului în raport cu planul orbitei sale este motivul pentru care experimentăm anotimpuri. Modificări ușoare ale înclinării modifică cantitatea de radiații solare care se încadrează pe anumite locații ale Pământului, potrivit Universității Indiana Bloomington. Pe parcursul a aproximativ 41.000 de ani, înclinarea axei Pământului, cunoscută și sub denumirea de oblicitate, variază între 21,5 și 24,5 grade.

Atunci când axa este la înclinarea sa minimă, cantitatea de radiații solare nu se schimbă prea mult între vară și iarnă pentru o mare parte a suprafeței Pământului și, prin urmare, anotimpurile sunt mai puțin severe. Aceasta înseamnă că vara la stâlpi este mai răcoroasă, ceea ce permite zăpezii și gheții să persiste până vara și în timpul iernii, în cele din urmă construindu-se în straturi enorme de gheață.

Astăzi, Pământul este înclinat cu 23,5 grade și scade lent, potrivit EarthSky.

precesia

Pământul se zvâcnește ușor în timp ce se învârte pe axa sa, la fel ca atunci când un vârf de filare începe să încetinească. Această vâlvă, cunoscută sub numele de precesie, este cauzată în primul rând de gravitatea soarelui și a lunii care atrage asupra bulgării ecuatoriale a Pământului. Wobble-ul nu schimbă înclinarea axei Pământului, dar orientarea se schimbă. Peste aproximativ 26.000 de ani, Pământul se plimbă într-un cerc complet, potrivit Universității de Stat din Washington.

Acum, și în ultimele câteva mii de ani, axa Pământului a fost îndreptată spre nord mai mult sau mai puțin spre Polaris, cunoscută și sub numele de Steaua Nordului. Însă, prevestirea treptată progresivă a Pământului înseamnă că Polaris nu este întotdeauna Steaua Nordului. Cu aproximativ 5.000 de ani în urmă, Pământul era îndreptat către o altă stea, numită Thubin. Și, în aproximativ 12.000 de ani, axa va fi parcurs un pic mai mult în jurul cercului său de precesiune și va îndrepta spre Vega, care va deveni următoarea Steaua Nordului.

Pe măsură ce Pământul finalizează un ciclu de precesiune, orientarea planetei este modificată în ceea ce privește perihelionul și afelia. Dacă o emisferă este îndreptată spre soare în timpul perihelionului (cea mai scurtă distanță între Pământ și Soare), aceasta va fi indicată în timpul afeliei (cea mai mare distanță între Pământ și Soare), iar opusul este valabil pentru cealaltă emisferă. Emisfera orientată spre soare în timpul perihelionului și în timpul afeliei experimentează contraste sezoniere mai extreme decât celelalte emisfere.

În prezent, vara emisferei sudice are loc în apropierea perihelionului și iarna în apropiere de afelie, ceea ce înseamnă că emisfera sudică experimentează mai multe anotimpuri extreme decât emisfera nordică.

Adiţional resurse:

• Urmăriți: Explicația ciclurilor Milankovitch în 5 minute, din anchetele filozofice.
• Urmăriți acest videoclip explicativ pentru precesiunea Pământului, de la departamentul de astronomie al Universității Nebraska-Lincoln.
• Aflați mai multe despre Milutin Milankovitch, de la Observatorul Pământ al NASA.