Milankovitch-cycli zijn een van de theorieën waarmee wetenschappers probeerden het bestaan van ijstijden in de geschiedenis van de aarde te verklaren. Deze hypothese wordt ook orbitaal of astronomisch genoemd. Het dankt zijn naam aan de Joegoslavische klimaatwetenschapper Milutin Milanković. Ondanks het grote aantal tegenstrijdigheden in deze theorie, vormde het de basis van de moderne paleoklimatologie.
Aardebeweging
Zoals je weet, draait de aarde in een elliptische baan om de zon en om haar eigen as. Deze laatste verandert ook van positie onder invloed van de zwaartekracht van de maan. De aardas heeft een bepaalde hellingshoek, net als andere planeten in het zonnestelsel. Het beschrijft een kegel in de ruimte. Dit effect wordt precessie genoemd. Een goed voorbeeld dat dit kenmerk van de beweging van de planeet visualiseert, is de rotatie van een tol.
De periode van een volledige omwenteling rond de omtrek is ongeveer 25.800 jaar. De hellingshoek van de as verandert ook in het bereik van 22,1-24,5° elke 40.100 jaar. Dit fenomeen wordt nutation genoemd.
Excentriciteit, ofde mate van compressie van de baan van de aarde tijdens de rotatie van de zon verandert over een periode van 90.800 jaar. Wanneer het toeneemt, beweegt de planeet weg van de ster en ontvangt minder zonnestraling en dus ook warmte. Er zijn ook perioden waarin de grootste helling van de aarde samenv alt met de maximale excentriciteit. Het resultaat is globale afkoeling.
Perihilion en Aphelion
Omdat de planeten van het zonnestelsel elkaar wederzijds beïnvloeden, draait de as van de baan van de aarde bij het bewegen rond de zon geleidelijk in dezelfde richting als de baanbeweging. Als gevolg hiervan wordt het perihelium verschoven - het punt van de baan dat het dichtst bij de ster ligt en het aphelium - het verst verwijderde punt. Deze parameters beïnvloeden de intensiteit van de impact van zonnestraling - thermische, elektromagnetische, corpusculaire straling. In procenten zijn deze fluctuaties klein, maar ze beïnvloeden de opwarming van het aardoppervlak.
Astronomie, geofysica en klimatologie zijn de wetenschappen met behulp waarvan wetenschappers de relatie trachten vast te stellen tussen zonneactiviteit, seculiere veranderingen in de gemiddelde jaarlijkse temperatuur en klimaat in het algemeen, evenals tussen andere factoren. Hun taak is niet alleen om natuurlijke patronen te bepalen, maar ook om toekomstige veranderingen te voorspellen die het menselijk leven aanzienlijk kunnen beïnvloeden.
Wat zijn Milankovitch-cycli?
Het klimaat op aarde verandert onder invloed van antropogene en niet-antropogene factoren. De tweede groep omvat tektonische bewegingen van lithosferische platen,fluctuaties in zonnestraling, vulkanische activiteit en Milankovitch-cycli. Ze beschrijven de impact van veranderingen in de bewegingen van de planeet op het klimaat.
In 1939 bracht Milankovitch voor het eerst een hypothese naar voren over de cyclische afhankelijkheid van ijstijden in de afgelopen 500 duizend jaar. Hij berekende de dynamiek van veranderingen in zonnestraling, die bestaat uit elektromagnetische en corpusculaire straling, en verklaarde de oorzaak van ijsvorming in het Pleistoceen. Naar zijn mening bestond het uit het veranderen van de parameters van de baan van de planeet - de excentriciteit, de hellingshoek van de as en de positie van het perihelium. Volgens de postulaten van zijn theorie worden ijstijden veroorzaakt door deze factoren met korte tussenpozen herhaald en kunnen ze worden voorspeld.
Zijn hypothese was gebaseerd op de veronderstelling dat de atmosfeer van de planeet transparant was. Varianten van zonnestraling (instraling) werden door hem berekend voor 65 ° noorderbreedte. De secties verkregen op het instralingsdiagram, overeenkomend met vier ijstijden, correleerden goed met het Alpenglaciatieschema, gebouwd door de Duitse wetenschappers A. Penk en E. Brückner.
Belangrijkste factoren en ijstijden
Volgens de theorie van Milankovitch zouden de drie belangrijkste orbitale factoren die hierboven zijn opgesomd normaal gesproken in verschillende richtingen moeten werken, zodat hun effect niet optelt. De volgende ijstijd komt wanneer ze optellen en elkaar versterken.
Elk van hen bepa alt de invloed van de zon op de aarde, op de hoeveelheid zonnestraling die wordt ontvangen door verschillendezones van de planeet. Als het op het noordelijk halfrond, waar het grootste deel van de gletsjers geconcentreerd is, afneemt, dan hoopt zich elk jaar meer en meer sneeuw op op het oppervlak. De toename van de sneeuwbedekking verhoogt de weerkaatsing van zonlicht, wat op zijn beurt bijdraagt aan verdere afkoeling van de planeet.
Dit proces neemt geleidelijk toe, wereldwijde afkoeling begint, een nieuwe ijstijd begint. Aan het einde van zo'n cyclus wordt het tegenovergestelde fenomeen waargenomen. Volgens wetenschappelijke gegevens was de piek van afkoeling tijdens de laatste ijstijd ongeveer 18.000 jaar geleden.
Invloed van precessie
Wetenschappers geloven dat de precessiecyclus het meest uitgesproken is in ijstijden op het noordelijk halfrond. Nu bevindt het zich in de interglaciale periode, die over ongeveer 9-10 duizend jaar zal eindigen. In de komende millennia kan de zeespiegel blijven stijgen door het smelten van gletsjers. En in de eerste plaats betreft dit de Groenlandse ijskap - de op een na grootste na de Antarctische.
Op het zuidelijk halfrond daarentegen wordt momenteel het tijdperk van de "ijstijd" waargenomen, maar aangezien er hier veel minder land is dan in het noorden, ziet dit fenomeen er niet zo helder uit.
Als de dag van de winterzonnewende op aphelium v alt (dat wil zeggen, de helling van de rotatieas van de planeet in de richting van de zon is maximaal), zal de winter langer en kouder zijn, en de zomer - heet en kort. Op het andere halfrond daarentegen is er een lange koele zomer en een korte warme winter. De verschillen in de duur van deze seizoenen zijn des te opvallender, des te meerorbitale excentriciteit.
Nutatie
Nutatie wordt geassocieerd met meer kortetermijnfluctuaties in de positie van de aardas. De grootste omvang van de amplitude is 18,6 jaar.
Nutatie leidt tot een verandering in de seizoenscontrasten van zonnestraling, maar de jaarlijkse hoeveelheid blijft constant. De toename van de zonnestraling in de zomer (heter en droger weer) wordt gecompenseerd door de afname in de winter.
De orbitale vorm veranderen
De afstand van de aarde tot de zon hangt af van de verlenging van de baan van de planeet. Het verschil tussen de uiterste punten is 4,7 miljoen km. In het tijdperk van kleine excentriciteit ontvangt de planeet meer zonnestraling, worden de bovengrenzen van de atmosfeer meer warm en vice versa.
Excentriciteit verandert de totale jaarlijkse zonnestraling, maar dit verschil is klein. Gedurende de laatste miljoen jaar is het niet hoger dan 0,2% geweest. Het grootste effect treedt op wanneer de maximale excentriciteit samenv alt met de grootste helling van de eigen as.
Geschiedenis van de klimaatverandering op aarde
Met moderne geofysische onderzoeksmethoden kunnen we erachter komen hoe het klimaat op onze planeet er honderden millennia geleden uitzag. De temperatuur wordt indirect geschat door het aantal isotopen van zware waterstof en zuurstof. Het tempo van de opwarming van de aarde ligt momenteel rond de 1° per jaar.
In de afgelopen 400.000 jaar zijn er 4 ijstijden geregistreerd inAarde. Een sterke opwarming, die ongeveer 12.000 jaar geleden begon, leidde tot een stijging van het oceaanniveau met 50-100 m. Misschien werd dit fenomeen in de Bijbel beschreven als de Vloed.
Opwarming in de moderne tijd gaat gepaard met gemiddelde jaarlijkse temperatuurschommelingen van 2-3 graden. Op de geconstrueerde afhankelijkheden worden sprongen in de temperatuur van het oppervlak van de planeet opgemerkt, waarvan de duur niet meer dan 1000 jaar is. Er zijn schommelingen in een kleinere cyclus - elke 100-200 jaar met 1-2 °. Zoals wetenschappers suggereren, komt dit door schommelingen in de hoeveelheid methaan en koolstofdioxide in de atmosfeer.
Flaws of the theory
In de jaren 60 en 70. In de 20e eeuw verkregen wetenschappers nieuwe experimentele en berekende gegevens die afweken van het concept van Milankovitch-cycli. Het bevat de volgende tegenstrijdigheden:
- De atmosfeer van de aarde is niet altijd zo transparant geweest als nu. Dit wordt bevestigd door ijsstudies op Groenland en Antarctica. Een grote hoeveelheid stof, vermoedelijk geassocieerd met actieve vulkanische activiteit, weerkaatste zonnewarmte. Als gevolg daarvan koelde het oppervlak van de planeet af.
- Volgens de theorie van Milankovitch vonden ijstijden in Groenland en Antarctica in verschillende tijdsperioden plaats, maar dit staat haaks op paleontologische gegevens.
- Globale afkoelingen zouden met ongeveer gelijke tussenpozen moeten worden herhaald, maar in feite waren ze niet in het Mesozoïcum en het Tertiair, en in het Kwartair volgden ze elkaar op.
Het belangrijkste nadeel van deze theorie is dathet is alleen gebaseerd op astronomische factoren, namelijk de verandering in de beweging van de aarde. In werkelijkheid zijn er vele andere redenen: variaties in het aardmagnetisch veld, de aanwezigheid van talrijke terugkoppelingen in het klimaatsysteem (het resonantieresponsmechanisme dat optreedt als reactie op orbitale inslagen), tektonische activiteit (vulkanisme, seismische activiteit) en recentelijk eeuwen, de antropogene component, dat wil zeggen, de impact van menselijke economische activiteit op de natuur.
