Milankovičovy cykly jsou jednou z teorií, kterými se vědci snažili vysvětlit existenci zalednění v historii Země. Tato hypotéza se také nazývá orbitální nebo astronomická. Své jméno dostal podle jugoslávského klimatologa Milutina Milankoviće. Navzdory velkému množství rozporů v této teorii vytvořila základ moderní paleoklimatologie.
Hnutí Země
Jak víte, Země obíhá kolem Slunce po eliptické dráze a kolem své vlastní osy. Ten také mění svou polohu vlivem měsíční gravitace. Zemská osa má jako ostatní planety sluneční soustavy určitý úhel sklonu. Popisuje kužel v prostoru. Tento efekt se nazývá precese. Dobrým příkladem vizualizace tohoto rysu pohybu planety je rotace kolovratu.
Období úplné revoluce po obvodu je asi 25 800 let. Úhel sklonu osy se také mění v rozmezí 22,1-24,5° každých 40 100 let. Tento jev se nazývá nutace.
Excentricita, popřmíra stlačení oběžné dráhy Země při rotaci Slunce se mění v průběhu 90 800 let. Když se zvyšuje, planeta se vzdaluje od hvězdy a přijímá méně slunečního záření, a tedy i tepla. Jsou také období, kdy se největší sklon Země shoduje s maximální excentricitou. Výsledkem je globální ochlazení.
Perihilion a Aphelion
Jelikož se planety sluneční soustavy vzájemně ovlivňují, osa oběžné dráhy Země se při pohybu kolem Slunce postupně otáčí stejným směrem jako orbitální pohyb. V důsledku toho se posune perihélium – bod oběžné dráhy nejblíže hvězdě a afélium – nejvzdálenější bod. Tyto parametry ovlivňují intenzitu dopadu slunečního záření – tepelného, elektromagnetického, korpuskulárního záření. V procentech jsou tyto výkyvy malé, ale ovlivňují zahřívání povrchu planety.
Astronomie, geofyzika a klimatologie jsou vědy, s jejichž pomocí se vědci snaží stanovit vztah mezi sluneční aktivitou, sekulárními změnami průměrné roční teploty a klimatem obecně, jakož i mezi dalšími faktory. Jejich úkolem je nejen určovat přírodní zákonitosti, ale také předvídat budoucí změny, které mohou významně ovlivnit lidský život.
Co jsou Milankovičovy cykly?
Klima Země se mění pod vlivem antropogenních i neantropogenních faktorů. Do druhé skupiny patří tektonické pohyby litosférických desek,kolísání slunečního záření, vulkanické činnosti a Milankovičových cyklů. Popisují dopad změn v pohybech planety na její klima.
V roce 1939 Milankovitch poprvé předložil hypotézu o cyklické závislosti dob ledových za posledních 500 tisíc let. Vypočítal dynamiku změn slunečního záření, které se skládá z elektromagnetického a korpuskulárního záření, a vysvětlil příčinu zalednění v období pleistocénu. Podle jeho názoru spočívala ve změně parametrů oběžné dráhy planety – excentricity, úhlu sklonu osy a polohy perihélia. Podle postulátů jeho teorie se zalednění způsobené těmito faktory opakují v krátkých intervalech a lze je předvídat.
Jeho hypotéza byla postavena na předpokladu, že atmosféra planety je průhledná. Varianty slunečního záření (oslunění) jím byly vypočteny pro 65 ° severní šířky. Řezy získané na diagramu slunečního záření, odpovídající čtyřem zaledněním, dobře korelovaly s alpským schématem zalednění, které vytvořili němečtí vědci A. Penk a E. Brückner.
Hlavní faktory a doby ledové
Podle Milankovitchovy teorie by tři hlavní orbitální faktory uvedené výše měly normálně působit v různých směrech, aby se jejich účinek nesčítal. Další doba ledová přichází, když se sčítají a vzájemně se posilují.
Každá z nich určuje vliv Slunce na Zemi na množství slunečního záření přijímaného různýmizóny planety. Pokud na severní polokouli, kde je soustředěna většina ledovců, ubývá, pak se na povrchu každým rokem hromadí více a více sněhu. Nárůst sněhové pokrývky zvyšuje odraz slunečního světla, což zase přispívá k dalšímu ochlazování planety.
Tento proces se postupně zvyšuje, začíná globální ochlazování, začíná další doba ledová. Na konci takového cyklu je pozorován opačný jev. Podle vědeckých údajů byl vrchol ochlazení během poslední doby ledové přibližně před 18 000 lety.
Vliv precese
Vědci se domnívají, že precesní cyklus je nejvýraznější v zaledněních na severní polokouli. Nyní je v meziledové době, která skončí asi za 9-10 tisíc let. V nadcházejících tisíciletích může hladina moře nadále stoupat v důsledku tání ledovců. A v první řadě se to týká grónského ledového příkrovu - druhého největšího po antarktickém.
Na jižní polokouli je naopak v současnosti pozorována epocha „zalednění“, ale protože je zde mnohem méně pevniny než na severní, tento jev nevypadá tak jasně.
Pokud den zimního slunovratu připadne na aphelion (to znamená, že sklon osy rotace planety ve směru od Slunce je maximální), zima bude delší a chladnější a léto horké a krátké. Na opačné polokouli je naopak dlouhé chladné léto a krátká teplá zima. Rozdíly v trvání těchto sezón jsou tím znatelnější, čím víceorbitální excentricita.
Nutation
Nutace je spojena s krátkodobějšími výkyvy polohy zemské osy. Největší velikost amplitudy je 18,6 let.
Nutace vede ke změně sezónních kontrastů slunečního záření, ale jeho roční množství zůstává konstantní. Nárůst slunečního záření v létě (teplejší a sušší počasí) je kompenzován jeho poklesem v zimě.
Změna tvaru orbity
Vzdálenost Země od Slunce závisí na prodloužení oběžné dráhy planety. Rozdíl mezi krajními body je 4,7 milionu km. V době malé excentricity planeta přijímá více slunečního záření, horní hranice atmosféry se více zahřívají a naopak.
Excentricita mění celkové roční sluneční záření, ale tento rozdíl je malý. Během posledního milionu let nepřesáhl 0,2 %. Největší efekt nastane, když se maximální excentricita shoduje s největším sklonem vlastní osy Země.
Historie klimatických změn na Zemi
Moderní geofyzikální výzkumné metody nám umožňují zjistit, jaké bylo klima na naší planetě před stovkami tisíciletí. Teplota se nepřímo odhaduje podle počtu izotopů těžkého vodíku a kyslíku. Rychlost globálního oteplování je v současnosti kolem 1° za rok.
Za posledních 400 000 let byly zaznamenány 4 doby ledovéZemě. Prudké oteplení, které začalo asi před 12 tisíci lety, vedlo ke zvýšení hladiny oceánu o 50-100 m. Možná byl tento jev v Bibli popsán jako potopa.
Oteplování je v moderní době doprovázeno průměrnými ročními teplotními výkyvy o 2-3 stupně. Na vytvořených závislostech jsou zaznamenány skoky v teplotě povrchu planety, jejichž trvání není delší než 1000 let. Dochází k výkyvům v menším cyklu - každých 100-200 let o 1-2°. Jak vědci naznačují, je to kvůli kolísání množství metanu a oxidu uhličitého v atmosféře.
Chyby teorie
V 60. a 70. letech. Ve 20. století získali vědci nová experimentální a vypočítaná data, která se rozcházela s konceptem Milankovičových cyklů. Obsahuje následující rozpory:
- Atmosféra Země nebyla vždy tak průhledná jako nyní. To potvrzují studie ledu v Grónsku a Antarktidě. Velké množství prachu, pravděpodobně spojeného s aktivní sopečnou činností, odráželo sluneční teplo. V důsledku toho se povrch planety ochladil.
- Podle Milankovitchovy teorie se zalednění v Grónsku a Antarktidě vyskytlo v různých časových obdobích, ale to je v rozporu s paleontologickými údaji.
- Globální ochlazení by se mělo opakovat v přibližně stejných intervalech, ale ve skutečnosti nebyla v druhohorách a třetihorách a ve čtvrtohorách následovala jedno po druhém.
Hlavní nevýhodou této teorie je tovychází pouze z astronomických faktorů, totiž změny pohybu země. Ve skutečnosti existuje mnoho dalších důvodů: změny v geomagnetickém poli, přítomnost četných zpětných vazeb v klimatickém systému (mechanismus rezonanční odezvy, který nastává v reakci na orbitální dopady), tektonická aktivita (vulkanismus, seismická aktivita) a v nedávné století, antropogenní složku, tedy dopad lidské ekonomické činnosti na přírodu.
