Milankovičiaus ciklai yra viena iš teorijų, kuria mokslininkai bandė paaiškinti ledynų egzistavimą Žemės istorijoje. Ši hipotezė dar vadinama orbitine arba astronomine. Jis gavo savo pavadinimą iš Jugoslavijos klimato mokslininko Milutino Milankovičiaus. Nepaisant daugybės šios teorijos prieštaravimų, ji sudarė šiuolaikinės paleoklimatologijos pagrindą.
Žemės judėjimas
Kaip žinote, Žemė sukasi aplink Saulę elipsės formos orbita ir aplink savo ašį. Pastarasis taip pat keičia savo padėtį dėl mėnulio gravitacijos įtakos. Žemės ašis, kaip ir kitos Saulės sistemos planetos, turi tam tikrą pasvirimo kampą. Jis apibūdina kūgį erdvėje. Šis efektas vadinamas precesija. Geras pavyzdys, vizualizuojantis šią planetos judėjimo ypatybę, yra besisukančios viršūnės sukimasis.
Visiško apsisukimo aplink perimetrą laikotarpis yra apie 25 800 metų. Ašies pasvirimo kampas taip pat keičiasi 22,1-24,5° diapazone kas 40 100 metų. Šis reiškinys vadinamas nutacija.
Ekscentriškumas arbaŽemės orbitos suspaudimo laipsnis Saulės sukimosi metu kinta per 90 800 metų. Kai jis didėja, planeta tolsta nuo žvaigždės ir gauna mažiau saulės spinduliuotės ir atitinkamai šilumos. Taip pat yra laikotarpių, kai didžiausias Žemės nuolydis sutampa su didžiausiu ekscentriškumu. Rezultatas – visuotinis vėsinimas.
Perihilion ir Aphelion
Kadangi Saulės sistemos planetos turi abipusę įtaką viena kitai, Žemės orbitos ašis judant aplink Saulę palaipsniui pasisuka ta pačia kryptimi kaip ir orbitos judėjimas. Dėl to pasislenka perihelis – arčiausiai žvaigždės esantis orbitos taškas, o afelis – tolimiausias taškas. Šie parametrai turi įtakos saulės spinduliuotės – šiluminės, elektromagnetinės, korpuskulinės spinduliuotės – poveikio intensyvumui. Vertinant procentais, šie svyravimai yra nedideli, tačiau jie turi įtakos planetos paviršiaus įkaitimui.
Astronomija, geofizika ir klimatologija – tai mokslai, kurių pagalba mokslininkai siekia nustatyti ryšį tarp Saulės aktyvumo, pasaulietinių vidutinės metinės temperatūros pokyčių ir klimato apskritai, taip pat tarp kitų veiksnių. Jų užduotis yra ne tik nustatyti natūralius modelius, bet ir numatyti būsimus pokyčius, kurie gali reikšmingai paveikti žmogaus gyvenimą.
Kas yra Milankovitch ciklai?
Žemės klimatas keičiasi dėl antropogeninių ir neantropogeninių veiksnių. Antroji grupė apima litosferos plokščių tektoninius judėjimus,saulės spinduliuotės svyravimai, ugnikalnių aktyvumas ir Milankovitch ciklai. Juose aprašomas planetos judėjimo pokyčių poveikis jos klimatui.
1939 m. Milankovitch pirmą kartą iškėlė hipotezę apie ciklinę ledynmečių priklausomybę per pastaruosius 500 tūkstančių metų. Jis apskaičiavo saulės spinduliuotės, kurią sudaro elektromagnetinė ir korpuskulinė spinduliuotė, pokyčių dinamiką ir paaiškino pleistoceno eros apledėjimo priežastį. Jo nuomone, tai buvo planetos orbitos parametrų – ekscentriškumo, ašies pasvirimo kampo ir perihelio padėties – pakeitimas. Remiantis jo teorijos postulatais, šių veiksnių sukelti apledėjimai kartojasi trumpais intervalais ir gali būti numatyti.
Jo hipotezė buvo sukurta remiantis prielaida, kad planetos atmosfera buvo skaidri. Jis apskaičiavo saulės spinduliuotės (insoliacijos) variantus 65 ° šiaurės platumos. Insoliacijos diagramoje gauti pjūviai, atitinkantys keturis apledėjimus, gerai koreliavo su Alpių apledėjimo schema, kurią sukūrė vokiečių mokslininkai A. Penk ir E. Brückner.
Pagrindiniai veiksniai ir ledynmečiai
Pagal Milankovitch teoriją, pirmiau išvardyti trys pagrindiniai orbitos veiksniai paprastai turėtų veikti skirtingomis kryptimis, kad jų poveikis nesusidarytų. Kitas ledynmetis ateina, kai jie susilieja ir sustiprina vienas kitą.
Kiekvienas iš jų lemia Saulės įtaką Žemei, saulės spinduliuotės kiekiui, kurį gauna skirtingosplanetos zonos. Jei šiauriniame pusrutulyje, kur telkiasi didžioji dalis ledynų, jis mažėja, tai ant paviršiaus kasmet susikaupia vis daugiau sniego. Sniego dangos padidėjimas padidina saulės šviesos atspindį, o tai savo ruožtu prisideda prie tolesnio planetos vėsinimo.
Šis procesas palaipsniui didėja, prasideda pasaulinis atšalimas, prasideda kitas ledynmetis. Tokio ciklo pabaigoje pastebimas priešingas reiškinys. Remiantis moksliniais duomenimis, atšalimo pikas per paskutinį ledynmetį buvo maždaug prieš 18 000 metų.
Precesijos įtaka
Mokslininkai mano, kad precesijos ciklas ryškiausias šiaurinio pusrutulio ledynuose. Dabar tai tarpledyninis laikotarpis, kuris baigsis maždaug po 9-10 tūkst. Ateinančiais tūkstantmečiais dėl ledynų tirpimo jūros lygis gali kilti ir toliau. Ir visų pirma tai susiję su Grenlandijos ledynu – antra pagal dydį po Antarkties.
Pietų pusrutulyje, priešingai, šiuo metu stebima „ledyno“epocha, bet kadangi čia daug mažiau žemės nei šiauriniame, šis reiškinys neatrodo toks ryškus.
Jei žiemos saulėgrįžos diena patenka ant afelio (tai yra, planetos sukimosi ašies posvyris Saulės kryptimi yra didžiausias), žiema bus ilgesnė ir š altesnė, o vasara - karšta ir trumpa. Priešingame pusrutulyje, atvirkščiai, yra ilga vėsi vasara ir trumpa šilta žiema. Šių sezonų trukmės skirtumai kuo labiau pastebimi, tuo labiauorbitos ekscentriškumas.
Nutation
Nutacija siejama su labiau trumpalaikiais žemės ašies padėties svyravimais. Didžiausias amplitudės dydis yra 18,6 metų.
Nutacija lemia sezoninius saulės spinduliuotės kontrastus, tačiau jos metinis kiekis išlieka pastovus. Insoliacijos padidėjimą vasarą (karštesnis ir sausesnis oras) kompensuoja jos sumažėjimas žiemą.
Orbitos formos keitimas
Atstumas nuo Žemės iki Saulės priklauso nuo planetos orbitos pailgėjimo. Skirtumas tarp kraštutinių taškų yra 4,7 milijono km. Mažo ekscentriškumo eroje planeta gauna daugiau saulės spinduliuotės, viršutinės atmosferos ribos įkaista labiau ir atvirkščiai.
Ekscentriškumas keičia bendrą metinę saulės spinduliuotę, tačiau šis skirtumas yra nedidelis. Per pastaruosius milijonus metų jis neviršijo 0,2 proc. Didžiausias efektas atsiranda, kai didžiausias ekscentriškumas sutampa su didžiausiu pačios Žemės ašies pokrypiu.
Žemės klimato kaitos istorija
Šiuolaikiniai geofizinių tyrimų metodai leidžia išsiaiškinti, koks klimatas mūsų planetoje buvo prieš šimtus tūkstantmečių. Temperatūra netiesiogiai apskaičiuojama pagal sunkiojo vandenilio ir deguonies izotopų skaičių. Šiuo metu visuotinio atšilimo tempas yra maždaug 1° per metus.
Per pastaruosius 400 000 metų buvo užregistruoti 4 ledynmečiaiŽemė. Dėl staigaus atšilimo, prasidėjusio maždaug prieš 12 tūkstančių metų, vandenyno lygis pakilo 50–100 m. Galbūt šis reiškinys Biblijoje buvo aprašytas kaip potvynis.
Šiuolaikinės eros atšilimą lydi vidutiniai metiniai 2–3 laipsnių temperatūros svyravimai. Sukonstruotose priklausomybėse pažymimi planetos paviršiaus temperatūros šuoliai, kurių trukmė neviršija 1000 metų. Yra mažesnio ciklo svyravimai - kas 100-200 metų 1-2 °. Kaip teigia mokslininkai, taip yra dėl metano ir anglies dioksido kiekio svyravimų atmosferoje.
Teorijos trūkumai
60 ir 70 m. XX amžiuje mokslininkai gavo naujų eksperimentinių ir apskaičiuotų duomenų, kurie nukrypo nuo Milankovitch ciklų koncepcijos. Jame yra šie prieštaravimai:
- Žemės atmosfera ne visada buvo tokia skaidri kaip dabar. Tai patvirtina ledo tyrimai Grenlandijoje ir Antarktidoje. Didelis dulkių kiekis, tikriausiai susijęs su aktyvia vulkanine veikla, atspindėjo saulės šilumą. Dėl to planetos paviršius atvėso.
- Pagal Milankovitch teoriją, ledynai Grenlandijoje ir Antarktidoje įvyko skirtingais laikotarpiais, tačiau tai prieštarauja paleontologiniams duomenims.
- Visuotiniai atšalimai turėtų kartotis maždaug vienodais intervalais, bet iš tikrųjų jie nebuvo mezozojaus ir tretinio periodo laikotarpiais, o kvartere jie sekė vienas po kito.
Pagrindinis šios teorijos trūkumas yra tasji pagrįsta tik astronominiais veiksniais, būtent žemės judėjimo pokyčiu. Tiesą sakant, yra daug kitų priežasčių: geomagnetinio lauko svyravimai, daugybė grįžtamojo ryšio klimato sistemoje (rezonanso reakcijos mechanizmas, atsirandantis reaguojant į orbitos smūgius), tektoninis aktyvumas (vulkanizmas, seisminis aktyvumas) ir pastaruoju metu. šimtmečius, antropogeninį komponentą, tai yra žmogaus ūkinės veiklos poveikį gamtai.
