Overzicht van Milankovitch-cycli: interactie tussen aarde en zon

Terwijl we allemaal bekend zijn met de as van de aarde die naar de Poolster wijst (Polaris) onder een hoek van 23,45 ° en dat de aarde ongeveer 91-94 miljoen mijl van de zon verwijderd is, zijn deze feiten niet absoluut of constant. De interactie tussen de aarde en de zon, bekend als orbitale variatie, verandert en is gedurende de 4,6 miljard jaar oude geschiedenis van onze planeet veranderd.

Excentriciteit is de verandering in de vorm van de baan om de aarde de zon. Momenteel is de baan van onze planeet bijna een perfecte cirkel. Er is slechts een verschil van ongeveer 3% in afstand tussen het moment dat we het dichtst bij de zon zijn (perihelium) en het moment dat we het verst van de zon verwijderd zijn (aphelion). Perihelion vindt plaats op 3 januari en op dat moment is de aarde 91,4 miljoen mijl verwijderd van de zon. Op aphelion, 4 juli, is de aarde 94,5 miljoen mijl van de zon verwijderd.

Gedurende een cyclus van 95.000 jaar verandert de baan van de aarde rond de zon van een dunne ellips (ovaal) in een cirkel en weer terug. Wanneer de baan rond de zon het meest elliptisch is, is er een groter verschil in de afstand tussen de aarde en de zon bij perihelium en aphelion. Hoewel het huidige verschil van drie miljoen mijl in afstand de hoeveelheid zonne-energie die we ontvangen niet verandert, een grotere verschil zou de hoeveelheid ontvangen zonne-energie wijzigen en zou perihelium een ​​veel warmere tijd van het jaar maken dan aphelion.

Bij een cyclus van 42.000 jaar, wiebelt de aarde en varieert de hoek van de as, met betrekking tot het vlak van omwenteling rond de zon, tussen 22,1 ° en 24,5 °. Een kleinere hoek dan onze huidige 23,45 ° betekent minder seizoensverschillen tussen de noordelijke en zuidelijke Hemisferen terwijl een grotere hoek grotere seizoensverschillen betekent (d.w.z. een warmere zomer en een koelere winter).

Over 12.000 jaar beleeft het noordelijk halfrond de zomer in december en de winter in juni omdat de as van de aarde zal naar de ster Vega wijzen in plaats van de huidige uitlijning met de Poolster of Polaris. Deze seizoensomkering zal niet plotseling gebeuren, maar de seizoenen zullen geleidelijk over duizenden jaren verschuiven.

Astronoom Milutin Milankovitch ontwikkelde de wiskundige formules waarop deze orbitale variaties zijn gebaseerd. Hij veronderstelde dat wanneer sommige delen van de cyclische variaties worden gecombineerd en tegelijkertijd voorkomen, ze verantwoordelijk zijn voor grote veranderingen in het klimaat op aarde (zelfs ijstijden). Milankovitch schatte klimaatschommelingen in de afgelopen 450.000 jaar en beschreef koude en warme periodes. Hoewel hij zijn werk in de eerste helft van de 20e eeuw deed, werden de resultaten van Milankovich pas in de jaren zeventig bewezen.

Een studie uit 1976, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap onderzocht diepzeesedimentkernen en ontdekte dat de theorie van Milankovitch overeenkwam met periodes van klimaatverandering. Er waren inderdaad ijstijden ontstaan ​​toen de aarde verschillende stadia van orbitale variatie doormaakte.

Bronnen

• Hays, J.D. John Imbrie en N.J. Shackleton. "Variaties in de baan van de aarde: pacemaker van de ijstijden." Wetenschap. Volume 194, nummer 4270 (1976). 1121-1132.
• Lutgens, Frederick K. en Edward J. Tarbuck. The Atmosphere: An Introduction to Meteorology.