Milankoviča cikli ir viena no teorijām, ar kuru zinātnieki mēģināja izskaidrot apledojumu esamību Zemes vēsturē. Šo hipotēzi sauc arī par orbitālu vai astronomisku. Savu nosaukumu tas ieguvis no Dienvidslāvijas klimata zinātnieka Milutina Milankoviča. Neskatoties uz lielo pretrunu skaitu šajā teorijā, tā veidoja mūsdienu paleoklimatoloģijas pamatu.
Zemes kustība
Kā jūs zināt, Zeme riņķo ap Sauli eliptiskā orbītā un ap savu asi. Pēdējais arī maina savu pozīciju Mēness gravitācijas ietekmē. Zemes asij ir noteikts slīpuma leņķis, tāpat kā citām Saules sistēmas planētām. Tas apraksta konusu telpā. Šo efektu sauc par precesiju. Labs piemērs, kas vizualizē šo planētas kustības iezīmi, ir rotējošās virsmas rotācija.
Pilnīgas revolūcijas periods ap apkārtmēru ir aptuveni 25 800 gadu. Arī ass slīpuma leņķis mainās 22,1-24,5° diapazonā ik pēc 40 100 gadiem. Šo parādību sauc par nutāciju.
Ekscentriskums, vaiZemes orbītas saspiešanas pakāpe Saules rotācijas laikā mainās 90 800 gadu laikā. Kad tas palielinās, planēta attālinās no zvaigznes un saņem mazāk saules starojuma un attiecīgi arī siltuma. Ir arī periodi, kad lielākais Zemes slīpums sakrīt ar maksimālo ekscentriskumu. Rezultāts ir globāla dzesēšana.
Perihilions un Aphelion
Tā kā Saules sistēmas planētām ir savstarpēja ietekme vienai uz otru, Zemes orbītas ass, pārvietojoties ap Sauli, pakāpeniski griežas tādā pašā virzienā kā orbītas kustība. Rezultātā tiek nobīdīts perihēlijs – zvaigznei vistuvāk esošais orbītas punkts un afēlijs – vistālāk esošais punkts. Šie parametri ietekmē saules starojuma – termiskā, elektromagnētiskā, korpuskulārā starojuma – ietekmes intensitāti. Procentuālā izteiksmē šīs svārstības ir nelielas, taču tās ietekmē planētas virsmas uzsilšanu.
Astronomija, ģeofizika un klimatoloģija ir zinātnes, ar kuru palīdzību zinātnieki cenšas noskaidrot attiecības starp Saules aktivitāti, laicīgām gada vidējās temperatūras izmaiņām un klimatu kopumā, kā arī starp citiem faktoriem. Viņu uzdevums ir ne tikai noteikt dabiskos modeļus, bet arī paredzēt nākotnes izmaiņas, kas var būtiski ietekmēt cilvēka dzīvi.
Kas ir Milankoviča cikli?
Zemes klimats mainās antropogēno un neantropogēno faktoru ietekmē. Otrajā grupā ietilpst litosfēras plākšņu tektoniskās kustības,saules starojuma, vulkāniskās aktivitātes un Milankoviča ciklu svārstības. Tie apraksta planētas kustību izmaiņu ietekmi uz tās klimatu.
1939. gadā Milankovičs pirmo reizi izvirzīja hipotēzi par ledus laikmetu ciklisko atkarību pēdējo 500 tūkstošu gadu laikā. Viņš aprēķināja saules starojuma izmaiņu dinamiku, kas sastāv no elektromagnētiskā un korpuskulārā starojuma, un izskaidroja apledojuma cēloni pleistocēna laikmetā. Pēc viņa domām, tas sastāvēja no planētas orbītas parametru maiņas - ekscentricitātes, ass slīpuma leņķa un perihēlija stāvokļa. Saskaņā ar viņa teorijas postulātiem šo faktoru izraisītie apledojumi atkārtojas īsos intervālos un tos var paredzēt.
Viņa hipotēze tika balstīta uz pieņēmumu, ka planētas atmosfēra ir caurspīdīga. Viņš aprēķināja saules starojuma (insolācijas) variantus 65 ° ziemeļu platuma grādiem. Insolācijas diagrammā iegūtie posmi, kas atbilst četriem apledojumiem, labi korelēja ar vācu zinātnieku A. Penka un E. Briknera veidoto Alpu apledojuma shēmu.
Galvenie faktori un ledus laikmeti
Saskaņā ar Milankoviča teoriju trim galvenajiem orbitālajiem faktoriem, kas uzskaitīti iepriekš, parasti jādarbojas dažādos virzienos, lai to ietekme netiktu summēta. Nākamais ledus laikmets pienāk, kad tie saskaitās un pastiprina viens otru.
Katrs no tiem nosaka Saules ietekmi uz Zemi, uz saules starojuma daudzumu, ko saņem dažādasplanētas zonas. Ja ziemeļu puslodē, kur koncentrējas lielākā ledāju masa, tas samazinās, tad katru gadu uz virsmas sakrājas arvien vairāk sniega. Sniega segas palielināšanās palielina saules gaismas atstarošanos, kas savukārt veicina planētas turpmāku atdzišanu.
Šis process pamazām pieaug, sākas globālā atdzišana, sākas kārtējais ledus laikmets. Šāda cikla beigās tiek novērota pretēja parādība. Saskaņā ar zinātniskiem datiem atdzišanas maksimums pēdējā ledus laikmetā bija aptuveni pirms 18 000 gadu.
Precesijas ietekme
Zinātnieki uzskata, ka precesijas cikls visspilgtāk izpaužas apledojumos ziemeļu puslodē. Tagad tas ir starpleduslaiku periodā, kas beigsies pēc aptuveni 9-10 tūkstošiem gadu. Tuvākajās tūkstošgadēs jūras līmenis var turpināt celties ledāju kušanas dēļ. Un, pirmkārt, tas attiecas uz Grenlandes ledus kārtu – otro lielāko pēc Antarktikas.
Dienvidu puslodē, tieši otrādi, šobrīd ir vērojams "apledošanas" laikmets, taču, tā kā šeit ir daudz mazāk zemes nekā ziemeļos, šī parādība neizskatās tik spoža.
Ja ziemas saulgriežu diena iekrīt afēlijā (tas ir, planētas griešanās ass slīpums virzienā no Saules ir maksimālais), ziema būs garāka un aukstāka, bet vasara - karsta un īsa. Pretējā puslodē, gluži pretēji, ir gara vēsa vasara un īsa silta ziema. Šo gadalaiku ilguma atšķirības ir pamanāmākas, jo vairākorbītas ekscentriskums.
Nutation
Nutācija ir saistīta ar vairāk īslaicīgām zemes ass stāvokļa svārstībām. Lielākais amplitūdas lielums ir 18,6 gadi.
Nutācija izraisa saules starojuma sezonālo kontrastu maiņu, bet tā ikgadējais daudzums paliek nemainīgs. Insolācijas pieaugumu vasarā (karstāks un sausāks laiks) kompensē tās samazināšanās ziemā.
Orbītas formas maiņa
Attālums no Zemes līdz Saulei ir atkarīgs no planētas orbītas pagarinājuma. Atšķirība starp galējiem punktiem ir 4,7 miljoni km. Mazās ekscentricitātes laikmetā planēta saņem vairāk saules starojuma, atmosfēras augšējās robežas vairāk sasilst un otrādi.
Ekscentriskums maina kopējo ikgadējo saules starojumu, taču šī atšķirība ir neliela. Pēdējo miljonu gadu laikā tas nav pārsniedzis 0,2%. Vislielākais efekts rodas, ja maksimālā ekscentricitāte sakrīt ar pašu Zemes ass lielāko slīpumu.
Zemes klimata pārmaiņu vēsture
Mūsdienu ģeofizikālās izpētes metodes ļauj noskaidrot, kāds klimats uz mūsu planētas bija pirms simtiem gadu tūkstošu. Temperatūra tiek netieši novērtēta pēc smagā ūdeņraža un skābekļa izotopu skaita. Globālās sasilšanas temps pašlaik ir aptuveni 1° gadā.
Pēdējo 400 000 gadu laikā ir reģistrēti 4 ledus laikmetiZeme. Krasā sasilšana, kas sākās apmēram pirms 12 tūkstošiem gadu, izraisīja okeāna līmeņa paaugstināšanos par 50–100 m. Iespējams, šī parādība Bībelē ir aprakstīta kā plūdi.
Mūsdienu laikmetā sasilšanu pavada gada vidējās temperatūras svārstības 2-3 grādu robežās. Uz konstruētajām atkarībām tiek atzīmēti planētas virsmas temperatūras lēcieni, kuru ilgums nepārsniedz 1000 gadus. Ir svārstības mazākā ciklā - ik pēc 100-200 gadiem par 1-2 °. Kā norāda zinātnieki, tas ir saistīts ar metāna un oglekļa dioksīda daudzuma svārstībām atmosfērā.
Teorijas trūkumi
60. un 70. gados. 20. gadsimtā zinātnieki ieguva jaunus eksperimentālus un aprēķinātus datus, kas atšķīrās no Milankoviča ciklu koncepcijas. Tajā ir šādas pretrunas:
- Zemes atmosfēra ne vienmēr ir bijusi tik caurspīdīga kā tagad. To apstiprina ledus pētījumi Grenlandē un Antarktīdā. Liels daudzums putekļu, kas, domājams, saistīts ar aktīvu vulkānisko darbību, atspoguļoja saules siltumu. Tā rezultātā planētas virsma atdzisa.
- Saskaņā ar Milankoviča teoriju, apledojums Grenlandē un Antarktīdā notika dažādos laika periodos, taču tas ir pretrunā ar paleontoloģiskajiem datiem.
- Globālo atdzišanu vajadzētu atkārtot ar aptuveni vienādiem intervāliem, taču patiesībā tās nebija mezozoja un terciārā periodā, un kvartārā tās sekoja viena pēc otras.
Šīs teorijas galvenais trūkums ir tādstas ir balstīts tikai uz astronomiskiem faktoriem, proti, zemes kustības izmaiņām. Patiesībā ir daudz citu iemeslu: ģeomagnētiskā lauka izmaiņas, daudzu atgriezenisko saišu klātbūtne klimata sistēmā (rezonanses reakcijas mehānisms, kas rodas, reaģējot uz orbītas triecieniem), tektoniskā aktivitāte (vulkānisms, seismiskā aktivitāte) un pēdējā laikā. gadsimtiem, antropogēnā komponente, tas ir, cilvēka saimnieciskās darbības ietekme uz dabu.
