Milanković-cykler

Milankovitchcykler är små, långsamma men regelbundna förändringar i jordens bana runt solen och i lutningen av jordens axel.

Dynamiken är komplex. Förändringarna påverkar solinstrålningen (solljus som faller på delar av jorden). Detta leder till klimatcykler på jorden, med ungefär 21 000, 41 000, 100 000 och 400 000 års mellanrum. Hela detta område är fortfarande föremål för aktiv forskning.

Med hjälp av tillämpad matematik förutspådde Milanković att variationer i excentricitet, axial lutning och precession av jordens bana orsakade klimatmönster på jorden.

På 1800-talet hade liknande astronomiska teorier förts fram av Joseph Adhemar, James Croll och andra. Till en början fanns det dock inga tillförlitliga daterade bevis. Frågan avgjordes inte förrän djuphavskärnor togs och en artikel publicerades i Science 1976.

Förflyttning i tid.Zoom
Förflyttning i tid.

22,1-24,5° av jordens snedställning.Zoom
22,1-24,5° av jordens snedställning.

Planeter som kretsar runt solen följer elliptiska (ovala) banor som roterar gradvis med tiden (apsidal precession). Excentriciteten i denna ellips är överdriven för att visualisera den.Zoom
Planeter som kretsar runt solen följer elliptiska (ovala) banor som roterar gradvis med tiden (apsidal precession). Excentriciteten i denna ellips är överdriven för att visualisera den.

Sedimentens karaktär kan variera på ett cykliskt sätt, och dessa cykler kan visas i sedimentregistret. Här kan cyklerna ses i färgen på olika lager.Zoom
Sedimentens karaktär kan variera på ett cykliskt sätt, och dessa cykler kan visas i sedimentregistret. Här kan cyklerna ses i färgen på olika lager.

Cyklarna

Orbitalform (excentricitet)

Jordens bana är en ellips. Excentriciteten är ett mått på hur mycket denna ellips avviker från cirkularitet. Jordens bana varierar i tiden mellan nästan cirkulär och lätt elliptisk.

Axial lutning (obliquitet)

Jordens axiella lutning varierar i förhållande till det ekliptiska planet eftersom störningar från andra planeter förskjuter jordens bana.

När snedställningen ökar får somrarna på båda hemisfärerna mer värme och ljus från solen och vintrarna mindre. Omvänt, när snedställningen minskar får somrarna mindre solsken och vintrarna mer. Dessa långsamma variationer av oblikviteten på 2,4° är i stort sett periodiska. Det tar ungefär 41 000 år att växla mellan en lutning på 22,1° och 24,5° och tillbaka igen.

Axial precession

Precession är den svängning som jordens axel uppvisar. Denna gyroskopiska rörelse beror på de tidvattenkrafter som solen och månen utövar på den fasta jorden, som har formen av en oblate sfäroid snarare än en sfär. Solen och månen bidrar ungefär lika mycket till denna effekt. Dess period är ungefär 26 000 år.

När axeln pekar mot solen har den ena polära halvklotet större skillnader mellan årstiderna medan den andra har mildare årstider. Den halvklot som är på sommaren vid perihelion får en stor del av motsvarande ökning av solstrålningen, men samma halvklot som är på vintern vid afelion har en kallare vinter. Den andra halvklotet har en relativt varmare vinter och kallare sommar.

Apsidal precession

Planeter som kretsar runt solen följer elliptiska (ovala) banor som roterar gradvis med tiden (apsidal precession).

Dessutom är banellipsen i sig själv förskjuten i rymden, främst som ett resultat av växelverkan med Jupiter och Saturnus. Detta förkortar perioden för ekvinoxernas precession från 25 771,5 till ~21 636 år.

Omloppets lutning

Inklinationen av jordens bana rör sig uppåt och nedåt i förhållande till dess nuvarande bana med en cykel med en period på cirka 70 000 år. Milankovitch studerade inte denna tredimensionella rörelse. Denna rörelse är känd som "precession av ekliptikan" eller "planetarisk precession".

Forskarna har noterat denna avvikelse, och även att banan rör sig i förhållande till de andra planeternas banor. Det oföränderliga planet, det plan som representerar solsystemets vinkelmoment, är ungefär Jupiters banplan. Inklinationen av jordens bana har en 100 000-årig cykel i förhållande till det oföränderliga planet. Detta är mycket likt den 100 000-åriga excentricitetsperioden. Denna 100 000-åriga cykel stämmer väl överens med det 100 000-åriga mönstret av istider.

Det har föreslagits att det finns en skiva av damm och annat skräp i planet som påverkar jordens klimat. Jorden rör sig genom detta plan runt den 9 januari och den 9 juli, då det sker en ökning av radardetekterade meteorer och meteorrelaterade nattlysande moln.

I en studie av Antarktis iskärnor, där man använde sig av förhållandet mellan syre och kväve i luftbubblor fångade i isen, drog man slutsatsen att den klimatreaktion som dokumenterats i iskärnorna styrdes av solinstrålningen på norra halvklotet i enlighet med Milankovitch-hypotesen. Detta är en ytterligare validering av Milankovitch-hypotesen med en relativt ny metod. Den är inte förenlig med "lutningsteorin" för den 100 000-åriga cykeln.

Effekter av apsidalprecessionen på årstidernaZoom
Effekter av apsidalprecessionen på årstiderna

Visar apsidal precession. De flesta banor i solsystemet har en mycket mindre excentricitet, vilket gör dem nästan cirkulära.Zoom
Visar apsidal precession. De flesta banor i solsystemet har en mycket mindre excentricitet, vilket gör dem nästan cirkulära.

Relaterade sidor

Frågor och svar

F: Vad är en Milankovich-cykel?


S: En Milankovich-cykel är en långsam, regelbunden förändring av jordens bana runt solen och jordaxelns lutning som påverkar mängden solljus som faller på delar av jorden och leder till klimatcykler.

F: Hur många klimatcykler på jorden orsakas av Milankovich-cykler?


S: Milankovich-cykler orsakar klimatcykler på jorden vid ungefär 21 000, 41 000, 100 000 och 400 000 år.

F: Vem förutspådde att variationer i excentricitet, axiell lutning och precession av jordens bana orsakade klimatmönster på jorden?


S: Milutin Milanković förutspådde att variationer i excentricitet, axiell lutning och precession av jordens bana orsakade klimatmönster på jorden med hjälp av tillämpad matematik.

F: När utvecklades de första astronomiska teorierna om Milankovich-cykler?


S: Liknande astronomiska teorier om Milankovich-cykler hade lagts fram under 1800-talet av Joseph Adhemar, James Croll och andra.

F: Vad var problemet med Milankovich-cyklerna fram till 1976?


S: Fram till 1976 fanns det inga tillförlitliga daterade bevis som kunde avgöra frågan om Milankovich-cyklernas roll i klimatmönstren på jorden.

F: När fastställdes bevisen för Milankovich-cyklernas roll i jordens klimatmönster?


S: Bevisen för Milankovitj-cykler i klimatmönstren på jorden avgjordes i och med publiceringen av en artikel i Science 1976, efter att djuphavskärnor hade tagits.

F: Bedrivs det fortfarande aktiv forskning inom området Milankovich-cykler?


S: Ja, hela området med Milankovich-cykler och deras effekter på klimatmönstren på jorden är fortfarande föremål för aktiv forskning.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3