Milankovitchi tsüklite ülevaade: Maa ja päikese koostoime

Kuigi me kõik oleme tuttavad Maa teljega, mis on suunatud Põhjatähe poole (Polaris) nurga all 23,45 ° ja kuna maa asub Päikesest umbes 91-94 miljoni miili kaugusel, pole need faktid absoluutsed ega konstantsed. Maa ja päikese koostoime, mida nimetatakse orbitaalseks variatsiooniks, muutub ja on muutunud kogu meie planeedi 4,6 miljardi aasta jooksul.

Ekstsentrilisus on Maa orbiidi kuju muutumine ümber päike. Praegu on meie planeedi orbiit peaaegu täiuslik ring. Päikesele (perihelioonile) lähima aja ja päikesest kõige kaugemal asuva aja (aphelion) vahel on vaid umbes 3% erinevus. Perihelion toimub 3. jaanuaril ja sel hetkel asub maa 91,4 miljoni miili kaugusel päikesest. Aphelioni ajal, 4. juulil, on maa 94,5 miljoni miili kaugusel päikesest.

Üle 95 000-aastase tsükli jooksul muutub maakera orbiit päikese ümber õhukesest ellipsist (ovaalsest) ringiks ja tagasi. Kui päikese ümber on orbiit kõige ellipsikujulisem, on maa ja päikese vaheline kaugus periheliooni ja afeliooni vahel suurem. Ehkki praegune kolme miljoni miili vaheline erinevus ei muuda päikeseenergia kogust, mida me palju saame, on see suurem erinevus muudaks vastuvõetud päikeseenergia kogust ja muudaks periheliooni aasta jooksul palju soojemaks aphelion.

42 000-aastase tsükli jooksul kõikub maa ja telje kaldenurk Päikese ümber pöördetasapinna suhtes vahemikus 22,1 ° - 24,5 °. Meie nurga all vähem kui 23,45 ° tähendab vähem hooajalisi erinevusi põhja ja lõuna vahel Poolkerad samal ajal kui suurem nurk tähendab suuremaid hooajalisi erinevusi (st soojem suvi ja jahedam talv).

12 000 aasta pärast kogeb põhjapoolkera detsembris suve ja juunis talve, sest Maa telg on suunatud tähe Vega poole, selle praeguse joondamise asemel Põhjatähe või Polaris. See hooajaline ümberpööramine ei juhtu äkki, kuid aastaajad nihkuvad järk-järgult tuhandete aastate jooksul.

Astronoom Milutin Milankovitch töötas välja matemaatilised valemid, millel need orbitaalvariatsioonid põhinevad. Ta püstitas hüpoteesi, et kui tsükliliste variatsioonide mõned osad kombineeritakse ja toimuvad samal ajal, siis vastutavad need maa kliima oluliste muutuste eest (isegi jääajad). Milankovitch hindas kliimamuutusi viimase 450 000 aasta jooksul ja kirjeldas külma ja sooja perioodi. Kuigi ta tegi oma tööd 20. sajandi esimesel poolel, tõestati Milankovichi tulemusi alles 1970. aastatel.

Ajakirjas avaldatud 1976. aasta uuring Teadus uuris süvamere sette südamikke ja leidis, et Milankovitchi teooria vastas kliimamuutuste perioodidele. Tõepoolest, jääajad olid aset leidnud siis, kui maakera elas läbi orbitaalide erinevat varieerumist.

Allikad

• Hays, J. D. John Imbrie ja N. J. Shackleton. "Variandid Maa orbiidil: Jääaja stimulaator". Teadus. Maht 194, number 4270 (1976). 1121-1132.
• Lutgens, Frederick K ja Edward J Tarbuck. Atmosfäär: sissejuhatus meteoroloogiasse.