Milankovitch cyklar hur jorden och solen samverkar

Medan vi alla är bekanta med jordens axel som pekar mot nordstjärnan (Polaris) i en vinkel på 23,45 ° och att jorden är ungefär 91-94 miljoner miles från solen, är dessa fakta inte absoluta eller konstanta. Interaktionen mellan jorden och solen, känd som orbitalvariation, förändras och har förändrats under vår 4,6 miljarder åriga historia på vår planet.

Excentricitet

Excentricitet är förändringen i formen av jordens bana runt solen. För närvarande är vår planet omloppsbana nästan en perfekt cirkel. Det är bara cirka 3% skillnad i avståndet mellan tiden när vi är närmast solen (perihelion) och tiden då vi är längst från solen (aphelion). Perihelion inträffar den 3 januari och vid den tidpunkten är jorden 91,4 miljoner miles från solen. Vid aphelion, den 4 juli, ligger jorden 94,5 miljoner miles från solen.

Under en cykel på 95 000 år förändras jordens omloppsbana runt solen från en tunn ellips (oval) till en cirkel och tillbaka igen. När banan runt solen är mest elliptisk finns det en större skillnad i avståndet mellan jorden och solen vid perihelion och aphelion. Även om den nuvarande skillnaden i avstånd på tre miljoner mil inte förändrar mängden solenergi som vi får mycket, skulle en större skillnad ändra mängden solenergi som mottas och skulle göra perihelion till en mycket varmare tid på året än aphelion.

snedhet

På en 42 000 års cykel vinglar jorden och axelvinkeln, med avseende på revolutionens plan runt solen, varierar mellan 22,1 ° och 24,5 °. Mindre vinkel än vår nuvarande 23.45 ° betyder mindre säsongsskillnader mellan norra och södra halvklotet medan en större vinkel betyder större säsongsskillnader (dvs. en varmare sommar och svalare vinter).

Precession

12 000 år från och med nu kommer norra halvklotet att uppleva sommaren i december och vintern i juni eftersom jordens axel pekar på stjärnan Vega istället för dess nuvarande anpassning till North Star eller Polaris. Denna säsongsförändring sker inte plötsligt men säsongerna kommer gradvis att växla över tusentals år.

Milankovitch cykler

Astronom Milutin Milankovitch utvecklade de matematiska formler som dessa orbitalvariationer bygger på. Han ansåg att när vissa delar av de cykliska variationerna kombineras och inträffar samtidigt, är de ansvariga för stora förändringar i jordens klimat (till och med istiden). Milankovitch uppskattade klimatförändringar under de senaste 450 000 åren och beskrev kalla och varma perioder. Även om han gjorde sitt arbete under första hälften av 1900-talet, visades Milankovichs resultat inte förrän på 1970-talet.

En studie från 1976, publicerad i tidskriften Vetenskap undersökte djuphavsedimentkärnor och fann att Milankovitchs teori motsvarade perioder med klimatförändringar. Istället hade istiden uppstått när jorden gick igenom olika stadier av omloppsvariation.

källor

• Hays, J.D. John Imbrie och N.J. Shackleton. "Variationer i jordens omloppsbana: Pacemaker av isåldern." Vetenskap. Volym 194, nummer 4270 (1976). 1121-1132.
• Lutgens, Frederick K. och Edward J. Tarbuck. Atmosfären: En introduktion till meteorologi.