Milankovitch-cykler är en av teorierna med vilka forskare försökte förklara förekomsten av istider i jordens historia. Denna hypotes kallas också orbital eller astronomisk. Den har fått sitt namn från den jugoslaviske klimatforskaren Milutin Milanković. Trots det stora antalet motsägelser i denna teori, utgjorde den grunden för modern paleoklimatologi.
Earth Movement
Som ni vet kretsar jorden runt solen i en elliptisk bana och runt sin egen axel. Den senare ändrar också sin position på grund av påverkan av månens gravitation. Jordaxeln har en viss lutningsvinkel, precis som andra planeter i solsystemet. Den beskriver en kon i rymden. Denna effekt kallas precession. Ett bra exempel som visualiserar denna egenskap hos planetens rörelse är rotationen av en snurrande topp.
Peioden för en fullständig revolution runt omkretsen är cirka 25 800 år. Axelns lutningsvinkel ändras också i intervallet 22,1-24,5° vart 40 100:e år. Detta fenomen kallas nutation.
Excentricitet, ellergraden av kompression av jordens bana under solens rotation förändras under en period av 90 800 år. När den ökar rör sig planeten bort från stjärnan och får mindre solstrålning, och följaktligen värme. Det finns också perioder då jordens största lutning sammanfaller med den maximala excentriciteten. Resultatet är global kylning.
Perihilion och Aphelion
Eftersom solsystemets planeter har ömsesidigt inflytande på varandra, vrids jordens axel när den rör sig runt solen gradvis i samma riktning som omloppsrörelsen. Som ett resultat förskjuts perihelionen - punkten i omloppsbanan närmast stjärnan och aphelion - den mest avlägsna punkten. Dessa parametrar påverkar intensiteten av påverkan av solstrålning - termisk, elektromagnetisk, korpuskulär strålning. Procentuellt sett är dessa fluktuationer små, men de påverkar uppvärmningen av planetens yta.
Astronomi, geofysik och klimatologi är de vetenskaper med hjälp av vilka forskare försöker fastställa sambandet mellan solaktivitet, sekulära förändringar i den genomsnittliga årstemperaturen och klimatet i allmänhet, såväl som mellan andra faktorer. Deras uppgift är inte bara att fastställa naturliga mönster, utan också att förutsäga framtida förändringar som avsevärt kan påverka människors liv.
Vad är Milankovitch-cykler?
Jordens klimat förändras under inverkan av antropogena och icke-antropogena faktorer. Den andra gruppen inkluderar tektoniska rörelser av litosfäriska plattor,fluktuationer i solstrålning, vulkanisk aktivitet och Milankovitch-cykler. De beskriver hur förändringar i planetens rörelser påverkar dess klimat.
År 1939 lade Milankovitch för första gången fram en hypotes om istidernas cykliska beroende under de senaste 500 tusen åren. Han beräknade dynamiken för förändringar i solstrålningen, som består av elektromagnetisk och korpuskulär strålning, och förklarade orsaken till glaciationen under Pleistocene eran. Enligt hans åsikt bestod det i att ändra parametrarna för planetens bana - excentriciteten, axelns lutningsvinkel och perihelionens position. Enligt hans teoris postulat upprepas glaciationer orsakade av dessa faktorer med korta intervaller och kan förutsägas.
Hans hypotes byggdes på antagandet att planetens atmosfär var genomskinlig. Varianter av solstrålning (insolation) beräknades av honom för 65 ° nordlig latitud. De sektioner som erhölls på insolationsdiagrammet, motsvarande fyra glaciationer, korrelerade väl med det alpina glaciationsschemat, byggt av de tyska forskarna A. Penk och E. Brückner.
Huvudfaktorer och istider
Enligt Milankovitchs teori bör de tre huvudsakliga orbitalfaktorerna ovan norm alt verka i olika riktningar så att deras effekt inte går ihop. Nästa istid kommer när de lägger ihop och förstärker varandra.
Var och en av dem bestämmer solens inverkan på jorden, på mängden solstrålning som tas emot av olikazoner på planeten. Om det minskar på norra halvklotet, där huvuddelen av glaciärerna är koncentrerade, så samlas mer och mer snö på ytan varje år. Ökningen av snötäcke ökar reflektionen av solljus, vilket i sin tur bidrar till ytterligare kylning av planeten.
Denna process ökar gradvis, global kylning börjar, ännu en istid börjar. I slutet av en sådan cykel observeras det motsatta fenomenet. Enligt vetenskapliga data var toppen av kylningen under den senaste istiden för ungefär 18 000 år sedan.
Precessions inflytande
Forskare tror att precessionscykeln är mest uttalad i glaciationer på norra halvklotet. Nu är det i interglacialperioden, som kommer att sluta om cirka 9-10 tusen år. Under de kommande årtusendena kan havsnivån fortsätta att stiga på grund av smältningen av glaciärer. Och först och främst gäller det Grönlands inlandsis - den näst största efter den antarktiska.
På södra halvklotet, tvärtom, observeras epok av "glaciation" för närvarande, men eftersom det finns mycket mindre land här än på norra, ser detta fenomen inte så ljust ut.
Om dagen för vintersolståndet infaller på aphelion (det vill säga lutningen på planetens rotationsaxel i riktning från solen är maximal), kommer vintern att bli längre och kallare, och sommaren - varm och kort. På det motsatta halvklotet är det tvärtom en lång sval sommar och en kort varm vinter. Skillnaderna i varaktigheten av dessa säsonger är desto mer märkbara, desto merorbital excentricitet.
Nutation
Nutation är förknippat med mer kortsiktiga fluktuationer i positionen för jordens axel. Amplitudens största magnitud är 18,6 år.
Nutation leder till en förändring av säsongsmässiga kontraster av solstrålning, men dess årliga mängd förblir konstant. Ökningen av solinstrålningen på sommaren (varmare och torrare väder) kompenseras av dess minskning på vintern.
Ändra orbitalformen
Avståndet från jorden till solen beror på förlängningen av planetens omloppsbana. Skillnaden mellan ytterpunkterna är 4,7 miljoner km. I en tidevarv av liten excentricitet får planeten mer solstrålning, atmosfärens övre gränser värms upp mer och vice versa.
Excentricitet förändrar den totala årliga solstrålningen, men denna skillnad är liten. Under de senaste miljoner åren har den inte överstigit 0,2 %. Den största effekten uppstår när den maximala excentriciteten sammanfaller med den största lutningen av jordens egen axel.
Historien om jordens klimatförändring
Modna geofysiska forskningsmetoder gör att vi kan ta reda på hur klimatet på vår planet såg ut för hundratals årtusenden sedan. Temperaturen uppskattas indirekt av antalet isotoper av tungt väte och syre. Den globala uppvärmningstakten är för närvarande cirka 1° per år.
Under de senaste 400 000 åren har fyra istider registrerats iJorden. En kraftig uppvärmning, som började för cirka 12 tusen år sedan, ledde till en höjning av havsnivån med 50-100 m. Kanske beskrevs detta fenomen i Bibeln som syndafloden.
Uppvärmningen i modern tid åtföljs av genomsnittliga årliga temperaturfluktuationer på 2-3 grader. På de konstruerade beroenden noteras hopp i temperaturen på planetens yta, vars varaktighet inte är mer än 1000 år. Det finns fluktuationer i en mindre cykel - vart 100-200 år med 1-2 °. Som forskare föreslår beror detta på fluktuationer i mängden metan och koldioxid i atmosfären.
Flaws of theory
På 60- och 70-talen. På 1900-talet fick forskare nya experimentella och beräknade data som avvek från konceptet med Milankovitch-cykler. Den innehåller följande motsägelser:
- Jordens atmosfär har inte alltid varit så transparent som den är nu. Detta bekräftas av studier av is på Grönland och Antarktis. En stor mängd damm, förmodligen förknippad med aktiv vulkanisk aktivitet, reflekterade solvärme. Som ett resultat svalnade planetens yta.
- Enligt Milankovitchs teori inträffade istider på Grönland och Antarktis vid olika tidsperioder, men detta strider mot paleontologiska data.
- Globala avkylningar bör upprepas med ungefär lika intervall, men i själva verket var de inte under mesozoikum och tertiär, och i kvartären följde de efter varandra.
Den största nackdelen med denna teori är attden bygger endast på astronomiska faktorer, nämligen förändringen i jordens rörelse. I verkligheten finns det många andra orsaker: variationer i det geomagnetiska fältet, förekomsten av många återkopplingar i klimatsystemet (resonanssvarsmekanismen som uppstår som svar på orbitalpåverkan), tektonisk aktivitet (vulkanism, seismisk aktivitet) och på senare tid århundraden, den antropogena komponenten, det vill säga inverkan av mänsklig ekonomisk aktivitet på naturen.
