15.4: Теорія Міланковича

Last updated
Save as PDF

Page ID: 56622

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Великі питання, звичайно, полягають у тому, що призвело до поширення цих льодовиків, і чи повториться це знову? Власне, ніхто ще повністю не впевнений. Але інтригуюча ідея, завдяки роботі в 1930-х роках сербського астронома Мілютіна Міланковича, може пов'язати їх з прецесією, яку відкрив Гіппарх.

Як уже зазначалося, орбіта Землі не ідеально округла, а трохи витягнута. Тому Земля наближається до Сонця в перший тиждень січня (точний день трохи змінюється). Це означає, що саме тоді, коли північна півкуля переживає зиму і отримує найменшу кількість сонячного світла, Земля в цілому отримує найбільше (гойдалки - близько 3%, від піку до піку). Це робить північні зими більш м'якими, а північне літо також більш м'яким, оскільки вони трапляються, коли Земля найбільш віддалена від Сонця.

На південь від екватора все навпаки: початок січня відбувається там влітку, і тому південне літо очікується спекотніше, а південна зима холодніша, ніж на північ від екватора. Однак цей ефект сильно послаблюється, оскільки на сьогоднішній день більша частина південної півкулі покрита океаном, а вода загартовує і помірковує клімат.

Зараз північна зима настає в тій частині орбіти Землі, де північний кінець осі вказує подалі від Сонця. Однак, оскільки вісь рухається навколо конуса, через 13 000 років, у цій частині орбіти, вона буде вказувати на Сонце, ставлячи її в середині літа саме тоді, коли Земля найближча до Сонця.

У той час очікується, що північний клімат буде більш екстремальним, а океани тоді мають набагато менший ефект, оскільки частка суші в північній півкулі набагато більша. Міланкович стверджував, що через те, що зими були холоднішими, випадало більше снігу, живлячи гігантські льодовики. Крім того, за його словами, оскільки сніг був білим, він відбивав сонячне світло, а з більш суворими зимами засніжена земля прогрівалася менш ефективно, як тільки закінчилася зима. Клімат підтримується делікатним балансом між протилежними факторами, і Міланкович стверджував, що одного цього ефекту було достатньо, щоб порушити цей баланс і викликати льодовикові періоди.

Міланкович усвідомлював, що це лише один з кількох факторів, оскільки виявляється, що льодовикові періоди не повторюються кожні 26 тисяч років, а також не здаються звичайними в інші геологічні епохи. Ексцентриситет орбіти Землі, що визначає найближче наближення до Сонця, також періодично змінюється, як і нахил осі Землі до екліптики. Але загалом уявлення про те, що льодовикові періоди можуть бути пов'язані з рухом Землі через космос, може бути наразі нашою найкращою здогадкою щодо причин льодовикових періодів.

Постскриптум, 28 липня 1999 р. Величина «ефекту Міланковича» залежить від різниці між найбільшим і найменшим відстанями від Сонця. Це, в свою чергу, залежить від ексцентриситету орбіти Землі, який змінюється з 100-тисячним циклом, на який накладається 413 000-річний цикл. Ріал (Univ. of North Carolina) знайшов підписи цих циклів у вмісті ізотопів кисню глибоководних відкладень, повністю узгоджені з теорією Міланковича. Його робота знаходиться в науці, т. 285, с. 564, 23 липня 1999; нетехнічне пояснення «Чому льодовикові періоди не тримають часу» знаходиться на сторінках 503-504 того ж випуску.

Подальша примітка

Результати морського дна тепер порівнюються із співвідношеннями ізотопів водню в глибоких свердловинях льодових покривів Антарктиди, накопичення яких зайняло майже мільйон років (Science, 11 June 2004, p. 1609). Глибоководні відкладення показують, що в останні мільйони років, але не раніше, в варіації переважає періодичність близько 100 000 років. Його походження, зазначається у статті, «є одним із невідповідних, але фундаментальних питань». Крижані ядра можуть допомогти пояснити це.