A Milankovitch-ciklusok egyike azoknak az elméleteknek, amelyekkel a tudósok megpróbálták megmagyarázni a jegesedések létezését a Föld történetében. Ezt a hipotézist orbitálisnak vagy csillagászatinak is nevezik. Nevét Milutin Milanković jugoszláv klímakutatóról kapta. Ennek az elméletnek a nagyszámú ellentmondása ellenére ez képezte a modern paleoklimatológia alapját.
Földi Mozgalom
Mint Ön is tudja, a Föld elliptikus pályán kering a Nap körül és saját tengelye körül. Ez utóbbi a Hold gravitációjának hatására is változtat a helyzetén. A Föld tengelyének van egy bizonyos dőlésszöge, akárcsak a Naprendszer többi bolygója. Egy kúpot ír le a térben. Ezt a hatást precessziónak nevezik. Jó példa a bolygó mozgásának ezen jellemzőjének megjelenítésére egy forgócsúcs forgása.
A kerület körüli teljes forradalom időtartama körülbelül 25 800 év. A tengely dőlésszöge is 22,1-24,5°-os tartományban változik 40 100 évente. Ezt a jelenséget nutációnak nevezik.
Excentricitás, illa Föld pályájának összenyomódási foka a Nap forgása során 90 800 év alatt változik. Amikor növekszik, a bolygó eltávolodik a csillagtól, és kevesebb napsugárzást, és ennek megfelelően hőt kap. Vannak olyan időszakok is, amikor a Föld legnagyobb lejtése egybeesik a maximális excentricitással. Az eredmény globális lehűlés.
Perihilion és Aphelion
Mivel a Naprendszer bolygói kölcsönösen befolyásolják egymást, a Föld keringési tengelye a Nap körüli mozgása során fokozatosan a keringési pályával megegyező irányba fordul. Ennek eredményeként a perihélium eltolódik - a pálya csillaghoz és az aphelionhoz legközelebbi pontja - a legtávolabbi pont. Ezek a paraméterek befolyásolják a napsugárzás - termikus, elektromágneses, korpuszkuláris sugárzás - hatásának intenzitását. Százalékosan kifejezve ezek az ingadozások kicsik, de hatással vannak a bolygó felszínének melegedésére.
A csillagászat, a geofizika és a klimatológia azok a tudományok, amelyek segítségével a tudósok a naptevékenység, az éves átlaghőmérséklet világi változásai és általában az éghajlat, valamint egyéb tényezők közötti összefüggést igyekeznek megállapítani. Feladatuk nemcsak a természetes minták meghatározása, hanem a jövőbeni változások előrejelzése is, amelyek jelentősen befolyásolhatják az emberi életet.
Mik azok a Milankovitch ciklusok?
A Föld éghajlata az antropogén és nem antropogén tényezők hatására változik. A második csoportba tartoznak a litoszféra lemezek tektonikus mozgásai,a napsugárzás ingadozásai, a vulkáni tevékenység és a Milankovitch-ciklusok. Leírják a bolygó mozgásában bekövetkezett változások hatását az éghajlatra.
Milankovitch 1939-ben állított fel először hipotézist a jégkorszakok ciklikus függőségéről az elmúlt 500 ezer évben. Kiszámolta az elektromágneses és korpuszkuláris sugárzásból álló napsugárzás változásának dinamikáját, és kifejtette a pleisztocén korszak eljegesedésének okát. Véleménye szerint ez a bolygó pályájának paramétereinek - az excentricitásnak, a tengely dőlésszögének és a perihélium helyzetének - megváltoztatásából állt. Elméletének posztulátumai szerint az ezen tényezők által okozott eljegesedések rövid időközönként ismétlődnek, és előre jelezhetők.
Hipotézise arra a feltételezésre épült, hogy a bolygó légköre átlátszó. A napsugárzás (insoláció) változatait az északi szélesség 65°-ára számította ki. Az insolációs diagramon kapott, négy eljegesedésnek megfelelő metszetek jól korreláltak az A. Penk és E. Brückner német tudósok által felépített alpesi eljegesedési sémával.
Fő tényezők és jégkorszakok
Milankovitch elmélete szerint a fent felsorolt három fő pályatényezőnek normál esetben különböző irányban kell hatnia, hogy hatásuk ne összeadódjon. A következő jégkorszak akkor jön el, amikor összeadódnak és megerősítik egymást.
Mindegyik meghatározza a Nap hatását a Földre, a különböző napsugárzások által kapott napsugárzás mennyiségérea bolygó zónái. Ha csökken az északi féltekén, ahol a gleccserek nagy része koncentrálódik, akkor évről évre egyre több hó halmozódik fel a felszínen. A hótakaró növekedése növeli a napfény visszaverődését, ami viszont hozzájárul a bolygó további lehűléséhez.
Ez a folyamat fokozatosan fokozódik, megkezdődik a globális lehűlés, egy újabb jégkorszak kezdődik. Egy ilyen ciklus végén az ellenkező jelenség figyelhető meg. Tudományos adatok szerint a lehűlés csúcsa az utolsó jégkorszakban körülbelül 18 000 évvel ezelőtt volt.
A precesszió hatása
A tudósok úgy vélik, hogy a precessziós ciklus a legkifejezettebb az északi féltekén található eljegesedésekben. Most az interglaciális időszakban van, ami körülbelül 9-10 ezer év múlva ér véget. A következő évezredekben a gleccserek olvadása miatt tovább emelkedhet a tengerszint. És mindenekelőtt ez a grönlandi jégtakaróra vonatkozik – az antarktiszi után a második legnagyobbra.
A déli féltekén éppen ellenkezőleg, jelenleg a „jegesedés” korszaka figyelhető meg, de mivel itt sokkal kevesebb a föld, mint északon, ez a jelenség nem tűnik olyan fényesnek.
Ha a téli napforduló napja az aphelionra esik (azaz a bolygó forgástengelyének dőlése a Nap irányában maximális), a tél hosszabb és hidegebb lesz, a nyár pedig meleg és rövid. Az ellenkező féltekén éppen ellenkezőleg, van egy hosszú hűvös nyár és egy rövid meleg tél. Ezeknek az évszakoknak az időtartamában a különbségek annál szembetűnőbbek, annál inkábborbitális excentricitás.
Nutation
A nutáció a Föld tengelyének helyzetének rövidebb távú ingadozásaihoz kapcsolódik. Az amplitúdó legnagyobb nagysága 18,6 év.
A nutáció a napsugárzás szezonális kontrasztjának változásához vezet, de éves mennyisége állandó marad. A nyári napsugárzás növekedését (melegebb és szárazabb időjárás) ellensúlyozza a téli csökkenés.
A pálya alakjának megváltoztatása
A Föld és a Nap távolsága a bolygó pályájának megnyúlásától függ. A szélső pontok közötti különbség 4,7 millió km. A kis excentricitás korszakában a bolygó több napsugárzást kap, a légkör felső határai jobban felmelegszenek, és fordítva.
Az excentricitás megváltoztatja a teljes éves napsugárzást, de ez a különbség kicsi. Az elmúlt millió év során nem haladta meg a 0,2%-ot. A legnagyobb hatás akkor jelentkezik, ha a maximális excentricitás egybeesik a Föld saját tengelyének legnagyobb dőlésszögével.
A Föld éghajlatváltozásának története
A modern geofizikai kutatási módszerek lehetővé teszik számunkra, hogy megtudjuk, milyen volt bolygónk éghajlata több száz évezreddel ezelőtt. A hőmérsékletet közvetve a nehéz hidrogén és oxigén izotópjainak számával becsülik meg. A globális felmelegedés mértéke jelenleg évi 1° körül van.
Az elmúlt 400 000 év során 4 jégkorszakot regisztráltakFöld. Az éles felmelegedés, amely körülbelül 12 ezer évvel ezelőtt kezdődött, az óceán szintjének 50-100 m-rel történő emelkedéséhez vezetett. Talán ezt a jelenséget a Biblia Árvízként írja le.
A felmelegedés a modern korban 2-3 fokos éves átlagos hőmérséklet-ingadozással jár. A megszerkesztett függőségeken a bolygó felszínének hőmérsékletének ugrásait jegyezték fel, amelyek időtartama nem haladja meg az 1000 évet. Kisebb ciklusban vannak ingadozások - 100-200 évente 1-2 ° -kal. A tudósok szerint ennek oka a légkörben lévő metán és szén-dioxid mennyiségének ingadozása.
Az elmélet hibái
A 60-as és 70-es években. A 20. században a tudósok új kísérleti és számítási adatokat szereztek, amelyek eltértek a Milankovitch-ciklusok koncepciójától. A következő ellentmondásokat tartalmazza:
- A Föld légköre nem mindig volt olyan átlátszó, mint most. Ezt Grönlandon és az Antarktiszon végzett jégvizsgálatok is megerősítik. A feltehetően aktív vulkáni tevékenységhez kapcsolódó nagy mennyiségű por tükrözte a naphőt. Ennek eredményeként a bolygó felszíne lehűlt.
- Milankovitch elmélete szerint Grönlandon és az Antarktiszon az eljegesedés különböző időszakokban történt, de ez ellentmond a paleontológiai adatoknak.
- A globális lehűléseket megközelítőleg egyenlő időközönként meg kell ismételni, de valójában nem a mezozoikum és a harmadidőszakban voltak, hanem a negyedidőszakban következtek egymás után.
Ennek az elméletnek a fő hátránya azcsak csillagászati tényezőkön, nevezetesen a Föld mozgásának változásán alapul. A valóságban sok egyéb ok is van: a geomágneses tér változásai, számos visszacsatolás jelenléte az éghajlati rendszerben (a rezonancia válaszmechanizmus, amely a pálya becsapódásaira válaszul lép fel), tektonikus aktivitás (vulkanizmus, szeizmikus aktivitás), és az utóbbi időben. századokban az antropogén összetevő, vagyis az emberi gazdasági tevékenység természetre gyakorolt hatása.
