Milankovitchin syklit ovat yksi teorioista, joilla tutkijat yrittivät selittää jäätiköiden olemassaoloa Maan historiassa. Tätä hypoteesia kutsutaan myös kiertoradalla tai tähtitieteelliseksi. Se on saanut nimensä jugoslavialaisen ilmastotutkijan Milutin Milankovićin mukaan. Huolimatta tämän teorian suuresta määrästä ristiriitoja, se muodosti perustan modernille paleoklimatologialle.
Maan liike
Kuten tiedätte, Maa kiertää Auringon elliptisellä kiertoradalla ja oman akselinsa ympäri. Myös jälkimmäinen muuttaa sijaintiaan kuun painovoiman vaikutuksesta. Maan akselilla on tietty k altevuuskulma, kuten muilla aurinkokunnan planeetoilla. Se kuvaa kartiota avaruudessa. Tätä vaikutusta kutsutaan precessioksi. Hyvä esimerkki planeetan liikkeen tämän ominaisuuden visualisoinnista on pyörivän kärjen pyöriminen.
Täydellisen vallankumouksen aika kehän ympärillä on noin 25 800 vuotta. Myös akselin kallistuskulma muuttuu välillä 22,1-24,5° 40 100 vuoden välein. Tätä ilmiötä kutsutaan nutaatioksi.
Epäkeskisyys taiMaan kiertoradan puristusaste Auringon pyörimisen aikana muuttuu 90 800 vuoden aikana. Kun se kasvaa, planeetta siirtyy pois tähdestä ja vastaanottaa vähemmän auringonsäteilyä ja vastaavasti lämpöä. On myös aikoja, jolloin Maan suurin k altevuus osuu yhteen suurimman epäkeskisyyden kanssa. Tuloksena on globaali jäähtyminen.
Perihilion ja Aphelion
Koska aurinkokunnan planeetoilla on keskinäinen vaikutus toisiinsa, Maan kiertoradan akseli kääntyy Auringon ympäri liikkuessaan vähitellen samaan suuntaan kuin kiertoradan liike. Seurauksena on, että perihelion siirtyy - kiertoradan piste, joka on lähinnä tähteä ja aphelion - kaukaisin piste. Nämä parametrit vaikuttavat auringon säteilyn - lämpö-, sähkömagneettinen, korpuskulaarinen säteily - vaikutuksen voimakkuuteen. Prosentuaalisesti nämä vaihtelut ovat pieniä, mutta ne vaikuttavat planeetan pinnan lämpenemiseen.
Astronomia, geofysiikka ja klimatologia ovat tieteitä, joiden avulla tutkijat pyrkivät selvittämään suhdetta auringon aktiivisuuden, vuosittaisen keskilämpötilan maallisen muutoksen ja ilmaston välillä sekä muiden tekijöiden välillä. Heidän tehtävänsä ei ole vain määrittää luonnollisia malleja, vaan myös ennustaa tulevia muutoksia, jotka voivat vaikuttaa merkittävästi ihmisen elämään.
Mitä ovat Milankovitchin syklit?
Maapallon ilmasto muuttuu ihmisperäisten ja ei-ihmisperäisten tekijöiden vaikutuksesta. Toinen ryhmä sisältää litosfäärilevyjen tektoniset liikkeet,auringon säteilyn vaihtelut, tulivuoren aktiivisuus ja Milankovitchin syklit. Ne kuvaavat planeetan liikkeiden muutosten vaikutusta sen ilmastoon.
Vuonna 1939 Milankovitch esitti ensimmäisen kerran hypoteesin jääkausien syklisestä riippuvuudesta viimeisten 500 tuhannen vuoden aikana. Hän laski sähkömagneettisesta ja korpuskulaarisesta säteilystä koostuvan auringonsäteilyn muutosten dynamiikan ja selitti jäätikön syyn pleistoseenin aikakaudella. Hänen mielestään se koostui planeetan kiertoradan parametrien muuttamisesta - epäkeskisyydestä, akselin k altevuuskulmasta ja perihelionin sijainnista. Hänen teoriansa postulaattien mukaan näiden tekijöiden aiheuttamat jäätiköt toistuvat lyhyin väliajoin ja ovat ennakoitavissa.
Hänen hypoteesinsa perustui oletukseen, että planeetan ilmakehä oli läpinäkyvä. Hän laski auringon säteilyn (insolation) muunnelmat 65 ° pohjoiselle leveysasteelle. Insolaatiokaaviosta saadut neljää jäätikköä vastaavat leikkaukset korreloivat hyvin saksalaisten tutkijoiden A. Penkin ja E. Brücknerin rakentaman Alppien jäätikkökaavion kanssa.
Päätekijät ja jääkaudet
Milankovitchin teorian mukaan edellä lueteltujen kolmen tärkeimmän kiertoradan tekijän tulisi normaalisti toimia eri suuntiin, jotta niiden vaikutus ei täsmää. Seuraava jääkausi tulee, kun ne summautuvat ja vahvistavat toisiaan.
Jokainen niistä määrittää Auringon vaikutuksen Maahan, erilaisten vastaanottamien auringonsäteilyn määräänplaneetan vyöhykkeitä. Jos se pienenee pohjoisella pallonpuoliskolla, jonne suurin osa jäätikköistä on keskittynyt, lunta kerääntyy pinnalle joka vuosi. Lumipeitteen lisääntyminen lisää auringonvalon heijastusta, mikä puolestaan edistää planeetan jäähtymistä edelleen.
Tämä prosessi kiihtyy vähitellen, globaali jäähtyminen alkaa, uusi jääkausi alkaa. Tällaisen syklin lopussa havaitaan päinvastainen ilmiö. Tieteellisten tietojen mukaan jäähtymisen huippu viimeisen jääkauden aikana oli noin 18 000 vuotta sitten.
Precession vaikutus
Tutkijat uskovat, että precessiosykli on selkein pohjoisen pallonpuoliskon jäätiköillä. Nyt se on interglasiaalista jaksoa, joka päättyy noin 9-10 tuhannen vuoden kuluttua. Tulevina vuosituhansina merenpinta voi jatkaa nousuaan jäätiköiden sulamisen seurauksena. Ja ennen kaikkea tämä koskee Grönlannin jäätikköä – toiseksi suurinta Etelämantereen jälkeen.
Eteläisellä pallonpuoliskolla päinvastoin havaitaan tällä hetkellä "jäätymisen" aikakautta, mutta koska täällä on paljon vähemmän maata kuin pohjoisella, tämä ilmiö ei näytä niin kirkka alta.
Jos talvipäivänseisauksen päivä osuu aphelionille (eli planeetan pyörimisakselin kallistus Auringosta on suurin), talvesta tulee pidempi ja kylmempi ja kesästä kuuma ja lyhyt. Vastakkaisella pallonpuoliskolla päinvastoin on pitkä viileä kesä ja lyhyt lämmin talvi. Erot näiden sesonkien kestoissa ovat mitä näkyvämpiä, sitä enemmänkiertoradan epäkeskisyys.
Nutaatio
Nutaatio liittyy enemmän lyhytaikaisiin vaihteluihin maan akselin sijainnissa. Amplitudin suurin magnitudi on 18,6 vuotta.
Nutaatio johtaa auringon säteilyn vuodenaikojen kontrastien muutokseen, mutta sen vuotuinen määrä pysyy vakiona. Insolation lisääntyminen kesällä (kuumempi ja kuivempi sää) kompensoi sen väheneminen talvella.
Ratamuodon muuttaminen
Etäisyys Maan ja Auringon välillä riippuu planeetan kiertoradan venymisestä. Ero ääripisteiden välillä on 4,7 miljoonaa km. Pienen epäkeskisyyden aikakaudella planeetta saa enemmän auringon säteilyä, ilmakehän ylärajat lämpenevät enemmän ja päinvastoin.
Epäkeskisyys muuttaa vuotuista auringon kokonaissäteilyä, mutta ero on pieni. Viimeisen miljoonan vuoden aikana se ei ole ylittänyt 0,2 prosenttia. Suurin vaikutus syntyy, kun suurin epäkeskisyys osuu yhteen maan oman akselin suurimman k altevuuden kanssa.
Maan ilmastonmuutoksen historia
Nykyaikaisten geofysikaalisten tutkimusmenetelmien avulla voimme selvittää, millainen ilmasto planeetallamme oli satoja vuosituhansia sitten. Lämpötila arvioidaan epäsuorasti raskaan vedyn ja hapen isotooppien lukumäärällä. Ilmaston lämpeneminen on tällä hetkellä noin 1 astetta vuodessa.
Viimeisten 400 000 vuoden aikana on kirjattu neljä jääkauttaMaapallo. Jyrkkä lämpeneminen, joka alkoi noin 12 tuhatta vuotta sitten, johti v altameren pinnan nousuun 50-100 m. Ehkä tämä ilmiö kuvattiin Raamatussa tulvaksi.
Nykyajan lämpenemiseen liittyy 2-3 asteen vuotuiset keskilämpötilan vaihtelut. Rakennetuissa riippuvuuksissa havaitaan planeetan pinnan lämpötilan hyppyjä, joiden kesto on enintään 1000 vuotta. Pienemmässä syklissä on vaihteluita - 100-200 vuoden välein 1-2 °. Kuten tiedemiehet ehdottavat, tämä johtuu ilmakehän metaanin ja hiilidioksidin määrän vaihteluista.
Teorian puutteet
60- ja 70-luvuilla. 1900-luvulla tiedemiehet saivat uutta kokeellista ja laskettua tietoa, joka poikkesi Milankovitchin syklien käsitteestä. Se sisältää seuraavat ristiriidat:
- Maan ilmapiiri ei ole aina ollut yhtä läpinäkyvä kuin nyt. Tämän vahvistavat Grönlannin ja Etelämantereen jäätutkimukset. Suuri määrä pölyä, joka oletettavasti liittyi aktiiviseen vulkaaniseen toimintaan, heijasti auringon lämpöä. Tämän seurauksena planeetan pinta jäähtyi.
- Milankovitchin teorian mukaan Grönlannin ja Etelämantereen jäätiköt tapahtuivat eri ajanjaksoina, mutta tämä on ristiriidassa paleontologisten tietojen kanssa.
- Globaaliset jäähtymiset tulisi toistaa suunnilleen tasaisin väliajoin, mutta todellisuudessa ne eivät olleet mesotsoisella ja tertiaarikaudella, vaan ne seurasivat kvartaarikaudella yksi toisensa jälkeen.
Tämän teorian suurin haittapuoli on sese perustuu vain tähtitieteellisiin tekijöihin, nimittäin muutokseen maan liikkeessä. Todellisuudessa syitä on monia muitakin: vaihtelut geomagneettisessa kentässä, lukuisten takaisinkytkentöjen läsnäolo ilmastojärjestelmässä (resonanssivastemekanismi, joka tapahtuu vastauksena kiertoradan iskuihin), tektoninen aktiivisuus (vulkanismi, seisminen aktiivisuus) ja viime aikoina. vuosisatojen antropogeeninen komponentti, eli ihmisen taloudellisen toiminnan vaikutus luontoon.
