Milankoviča cikls
Milankoviča cikli ir nelielas, lēnas, bet regulāras izmaiņas Zemes orbītā ap Sauli un Zemes ass slīpumā.
Dinamika ir sarežģīta. Izmaiņas ietekmē "insolāciju" (saules gaismu, kas krīt uz Zemes daļām). Tā rezultātā uz Zemes veidojas aptuveni 21 000, 41 000, 100 000 un 400 000 gadu ilgas klimata maiņas. Visa šī joma joprojām tiek aktīvi pētīta.
Izmantojot lietišķo matemātiku, Milankovičs prognozēja, ka Zemes orbītas ekscentricitātes, aksiālā slīpuma un precesijas svārstības nosaka Zemes klimata modeļus.
Līdzīgas astronomiskās teorijas 19. gadsimtā bija attīstījuši Džozefs Adhemārs, Džeimss Krolls un citi. Tomēr sākotnēji nebija ticamu datētu pierādījumu. Jautājums tika atrisināts tikai pēc tam, kad 1976. gadā zinātniskajā žurnālā Science tika iegūti dziļūdens kodoli un publicēts raksts.
Nogulumu raksturs var mainīties cikliski, un šie cikli var tikt atspoguļoti nogulumu ierakstos. Šeit cikli ir redzami dažādu slāņu krāsā.
Planētas, kas riņķo ap Sauli, rotē pa eliptiskām (ovālām) orbītām, kas laika gaitā pakāpeniski rotē (apsidālā precesija). Šīs elipses ekscentricitāte ir pārspīlēta vizualizācijas nolūkos.
22,1-24,5° Zemes slīpuma diapazons.
Precesijas kustība.
Cikli
Orbītas forma (ekscentricitāte)
Zemes orbīta ir elipse. Ekscentricitāte ir šīs elipses novirzes no apaļuma mērvienība. Zemes orbītas forma laika gaitā mainās no gandrīz apaļas līdz viegli eliptiskai.
Aksiālais slīpums (slīpums)
Zemes aksiālā slīpuma leņķis mainās attiecībā pret ekliptisko plakni, jo citu planētu radītās perturbācijas maina Zemes orbītu.
Palielinoties slīpumam, vasaras abās puslodēs saņem vairāk saules siltuma un gaismas, bet ziemas - mazāk. Un otrādi, kad slīpums samazinās, vasaras saņem mazāk saules gaismas un ziemas vairāk. Šīs lēnās 2,4° slīpuma svārstības ir aptuveni periodiskas. Lai mainītos starp 22,1° un 24,5° slīpumu un atpakaļ, paiet aptuveni 41 000 gadu.
Aksiālā precesija
Precesija ir Zemes ass svārstības. Šo žiroskopisko kustību izraisa plūdmaiņu spēki, ko Saule un Mēness iedarbojas uz Zemes ķermeni, kam ir nevis lodes, bet gan oblāta sferoīda forma. Saule un Mēness šo efektu rada aptuveni vienādā mērā. Tās periods ir aptuveni 26 000 gadu.
Ja ass ir vērsta pret Sauli, vienā polārā puslodē gadalaiku atšķirības ir lielākas, bet otrā - maigākas. Puslode, kas atrodas vasarā perihelijā, saņem lielu daļu no atbilstošā Saules starojuma pieauguma, bet tai pašai puslodē, kas atrodas ziemā afēlijā, ir vēsāka ziema. Savukārt otrā puslodē ir relatīvi siltāka ziema un vēsāka vasara.
Apsidālā precesija
Planētas, kas riņķo ap Sauli, rotē pa eliptiskām (ovālām) orbītām, kas laika gaitā pakāpeniski rotē (apsidālā precesija).
Turklāt pati orbitālajā elipse kosmosā nobīdās, galvenokārt mijiedarbības ar Jupiteru un Saturnu rezultātā. Tas saīsina ekvinokciju recesijas periodu no 25 771,5 līdz ~ 21 636 gadiem.
Orbītas slīpums
Zemes orbītas slīpums attiecībā pret tās pašreizējo orbītu pārvietojas augšup un lejup ar aptuveni 70 000 gadu ilgu ciklu. Milankovičs nav pētījis šo trīsdimensiju kustību. Šī kustība ir pazīstama kā "ekliptikas precesija" vai "planētas precesija".
Pētnieki pamanīja šo dreifu, kā arī to, ka orbīta pārvietojas attiecībā pret citu planētu orbītām. Nemainīgā plakne, plakne, kas atspoguļo Saules sistēmas leņķisko momentu, ir aptuveni Jupitera orbītas plakne. Zemes orbītas slīpumam attiecībā pret nemainīgo plakni ir 100 000 gadu cikls. Tas ir ļoti līdzīgs 100 000 gadu ekscentricitātes periodam. Šis 100 000 gadu cikls cieši saskan ar 100 000 gadu ilgiem ledus laikmetiem.
Ir izteikts pieņēmums, ka plaknē atrodas putekļu un citu atlūzu disks, kas ietekmē Zemes klimatu. Zeme pārvietojas caur šo plakni ap 9. janvāri un 9. jūliju, kad palielinās ar radariem konstatēto meteoru un ar meteoriem saistīto naktsgaismas mākoņu skaits.
Antarktīdas ledus kodola pētījumā, izmantojot skābekļa un slāpekļa attiecību ledū iesprostotajos gaisa burbuļos, secināts, ka ledus kodolos dokumentēto klimatisko reakciju noteica Ziemeļu puslodes insolācija, kā to paredz Milankoviča hipotēze. Tas ir papildu apstiprinājums Milankoviča hipotēzei ar salīdzinoši jaunu metodi. Tas neatbilst 100 000 gadu cikla "slīpuma" teorijai.
Apisidālās precesijas ietekme uz gadalaikiem
Rāda apsidālo precesiju. Lielākajai daļai Saules sistēmas orbītu ir daudz mazāks ekscentricitāte, tāpēc tās ir gandrīz apaļas.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Milankoviča cikls?
A: Milankoviča cikls ir lēnas, regulāras izmaiņas Zemes orbītā ap Sauli un Zemes ass slīpumā, kas ietekmē saules gaismas daudzumu, kas krīt uz Zemes daļām, un izraisa klimata ciklus.
Jautājums: Cik daudz klimata ciklu uz Zemes izraisa Milankoviča cikli?
A: Milankoviča cikli izraisa klimata ciklus uz Zemes aptuveni 21 000, 41 000, 100 000 un 400 000 gadu laikā.
J: Kurš paredzēja, ka Zemes orbītas ekscentricitātes, aksiālā slīpuma un precesijas svārstības izraisa klimata svārstības uz Zemes?
A: Milutins Milankovičs, izmantojot lietišķo matemātiku, paredzēja, ka Zemes orbītas ekscentricitātes, aksiālā slīpuma un precesijas svārstības izraisa klimata pārmaiņas uz Zemes.
J: Kad pirmo reizi tika izvirzītas astronomiskās teorijas par Milankoviča cikliem?
A: Līdzīgas astronomiskās teorijas par Milankoviča cikliem 19. gadsimtā bija izstrādājuši Džozefs Adhemārs, Džeimss Krolls un citi.
J: Kāda bija problēma ar Milankoviča cikliem līdz 1976. gadam?
A: Līdz 1976. gadam nebija ticamu datētu pierādījumu, kas ļautu atrisināt jautājumu par Milankoviča ciklu nozīmi Zemes klimata modeļos.
J: Kad tika atrisināts jautājums par pierādījumiem attiecībā uz Milankoviča ciklu nozīmi Zemes klimata modeļos?
A: Pierādījumi par Milankoviča ciklu nozīmi Zemes klimata modeļos tika atrisināti, kad 1976. gadā pēc dziļo okeānu serdes iegūšanas tika publicēts raksts žurnālā Science.
J: Vai Milankoviča cikli joprojām tiek aktīvi pētīti?
A: Jā, visa joma, kas saistīta ar Milankoviča cikliem un to ietekmi uz Zemes klimata modeļiem, joprojām tiek aktīvi pētīta.
