Mizunguko ya Milankovitch ni mojawapo ya nadharia ambazo wanasayansi walijaribu nazo kueleza kuwepo kwa miunguruko katika historia ya Dunia. Dhana hii pia inaitwa orbital au astronomical. Ilipata jina lake kutoka kwa mwanasayansi wa hali ya hewa wa Yugoslavia Milutin Milanković. Licha ya idadi kubwa ya ukinzani katika nadharia hii, iliunda msingi wa paleoclimatolojia ya kisasa.
Harakati za Dunia
Kama unavyojua, Dunia huzunguka Jua katika obiti ya duaradufu na kuzunguka mhimili wake yenyewe. Mwisho pia hubadilisha msimamo wake kwa sababu ya ushawishi wa mvuto wa mwezi. Mhimili wa dunia una pembe fulani ya mwelekeo, kama sayari zingine kwenye mfumo wa jua. Inaelezea koni katika nafasi. Athari hii inaitwa precession. Mfano mzuri wa kuibua kipengele hiki cha mwendo wa sayari ni mzunguko wa sehemu ya juu inayozunguka.
Kipindi cha mapinduzi kamili kuzunguka mzingo ni takriban miaka 25,800. Pembe ya kuinamia ya mhimili pia hubadilika katika safu ya 22.1-24.5° kila baada ya miaka 40,100. Jambo hili linaitwa nutation.
Eccentricity, aukiwango cha mgandamizo wa mzunguko wa Dunia wakati wa kuzunguka kwa Jua hubadilika kwa kipindi cha miaka 90,800. Inapoongezeka, sayari inakwenda mbali na nyota na inapokea mionzi ya jua kidogo, na, ipasavyo, joto. Pia kuna vipindi ambapo mteremko mkubwa zaidi wa Dunia unalingana na usawa wa juu zaidi. Matokeo yake ni kupoa duniani kote.
Perihilion na Aphelion
Kwa kuwa sayari za mfumo wa jua zina ushawishi wa kuheshimiana, mhimili wa mzunguko wa Dunia wakati wa kuzunguka Jua hugeuka polepole katika mwelekeo sawa na harakati ya obiti. Kama matokeo, perihelion inabadilishwa - hatua ya obiti karibu na nyota na aphelion - hatua ya mbali zaidi. Vigezo hivi vinaathiri ukubwa wa athari za mionzi ya jua - joto, umeme, mionzi ya corpuscular. Kulingana na asilimia, mabadiliko haya ni madogo, lakini yanaathiri upashaji joto wa uso wa sayari.
Astronomia, jiofizikia na hali ya hewa ni sayansi ambazo wanasayansi hutafuta kubainisha uhusiano kati ya shughuli za jua, mabadiliko ya kilimwengu katika wastani wa halijoto ya kila mwaka na hali ya hewa kwa ujumla, na pia kati ya mambo mengine. Jukumu lao si tu kubainisha mifumo asilia, bali pia kutabiri mabadiliko yajayo ambayo yanaweza kuathiri maisha ya binadamu kwa kiasi kikubwa.
Mizunguko ya Milankovitch ni nini?
Hali ya hewa ya Dunia inabadilika kwa ushawishi wa mambo ya kianthropogenic na yasiyo ya kianthropogenic. Kundi la pili ni pamoja na harakati za tectonic za sahani za lithospheric,mabadiliko ya mionzi ya jua, shughuli za volkeno, na mizunguko ya Milankovitch. Zinaelezea athari za mabadiliko katika mienendo ya sayari kwenye hali ya hewa yake.
Mnamo 1939, Milankovitch aliweka mbele dhana ya kwanza kuhusu utegemezi wa mzunguko wa enzi za barafu katika kipindi cha miaka elfu 500 iliyopita. Alihesabu mienendo ya mabadiliko katika mionzi ya jua, ambayo inajumuisha mionzi ya umeme na corpuscular, na akaelezea sababu ya glaciation katika zama za Pleistocene. Kwa maoni yake, ilihusisha kubadilisha vigezo vya obiti ya sayari - eccentricity, angle ya mwelekeo wa mhimili na nafasi ya perihelion. Kulingana na machapisho ya nadharia yake, mialeko inayosababishwa na sababu hizi hurudiwa kwa vipindi vifupi na inaweza kutabiriwa.
Nadharia yake ilijengwa juu ya dhana kwamba angahewa ya sayari ilikuwa wazi. Lahaja za mionzi ya jua (insolation) zilihesabiwa naye kwa latitudo 65 ° kaskazini. Sehemu zilizopatikana kwenye mchoro wa insolation, sambamba na glaciations nne, ziliunganishwa vizuri na mpango wa glaciation ya Alpine, iliyojengwa na wanasayansi wa Ujerumani A. Penk na E. Brückner.
Vipengele vikuu na enzi za barafu
Kulingana na nadharia ya Milankovitch, vipengele vitatu kuu vya obiti vilivyoorodheshwa hapo juu kwa kawaida vinapaswa kutenda kwa mwelekeo tofauti ili athari yao isijumuike. Enzi inayofuata ya barafu inakuja wanapojumuika na kuimarishana.
Kila moja huamua ushawishi wa Jua kwenye Dunia, kwa kiasi cha mionzi ya jua inayopokelewa na tofauti.kanda za sayari. Ikiwa inapungua katika Ulimwengu wa Kaskazini, ambapo wingi wa barafu hujilimbikizia, basi theluji zaidi na zaidi hujilimbikiza juu ya uso kila mwaka. Kuongezeka kwa kifuniko cha theluji huongeza mwako wa jua, jambo ambalo huchangia katika hali ya baridi zaidi ya sayari.
Mchakato huu unaongezeka hatua kwa hatua, hali ya kupoa duniani inaanza, enzi nyingine ya barafu huanza. Mwishoni mwa mzunguko huo, jambo la kinyume linazingatiwa. Kulingana na data ya kisayansi, kilele cha kupoa katika enzi ya barafu iliyopita kilikuwa takriban miaka 18,000 iliyopita.
Ushawishi wa precession
Wanasayansi wanaamini kwamba mzunguko wa awali hutamkwa zaidi katika miamba ya barafu katika Ulimwengu wa Kaskazini. Sasa ni katika kipindi cha interglacial, ambayo mwisho katika kuhusu 9-10 elfu miaka. Katika milenia ijayo, kiwango cha bahari kinaweza kuendelea kuongezeka kwa sababu ya kuyeyuka kwa barafu. Na kwanza kabisa, hii inahusu barafu ya Greenland - ya pili kwa ukubwa baada ya ile ya Antaktika.
Katika Ulimwengu wa Kusini, kinyume chake, enzi ya "glaciation" inazingatiwa kwa sasa, lakini kwa kuwa kuna ardhi kidogo sana hapa kuliko Kaskazini, jambo hili halionekani kung'aa sana.
Iwapo siku ya majira ya baridi kali itaangukia aphelion (yaani, mwelekeo wa kuzunguka kwa mhimili wa sayari kuelekea kutoka Jua ni wa juu zaidi), msimu wa baridi utakuwa mrefu na baridi zaidi, na kiangazi - moto na mfupi.. Katika ulimwengu wa kinyume, kinyume chake, kuna majira ya joto ya muda mrefu na baridi ya muda mfupi ya joto. Tofauti za muda wa misimu hii zinaonekana zaidi, zaidiusawa wa obiti.
Nutations
Lishe inahusishwa na mabadiliko zaidi ya muda mfupi katika nafasi ya mhimili wa dunia. Ukubwa mkubwa zaidi wa amplitude ni miaka 18.6.
Lishe husababisha mabadiliko katika utofautishaji wa misimu wa mionzi ya jua, lakini kiasi chake cha kila mwaka hubaki sawa. Kuongezeka kwa uwekaji wa hewa wakati wa kiangazi (joto na ukame zaidi) huletwa na kupungua kwake wakati wa baridi.
Kubadilisha umbo la obiti
Umbali kutoka kwa Dunia hadi Jua hutegemea urefu wa mzunguko wa sayari. Tofauti kati ya pointi kali ni kilomita milioni 4.7. Katika enzi ya usawaziko mdogo, sayari hupokea mionzi ya jua zaidi, mipaka ya juu ya angahewa ina joto zaidi, na kinyume chake.
Ekcentricity hubadilisha jumla ya mionzi ya jua ya kila mwaka, lakini tofauti hii ni ndogo. Katika miaka milioni iliyopita, haijazidi 0.2%. Athari kubwa zaidi hutokea wakati kiwango cha juu cha usawaziko kinapolingana na mwelekeo mkubwa zaidi wa mhimili wa Dunia yenyewe.
Historia ya mabadiliko ya hali ya hewa duniani
Mbinu za kisasa za utafiti wa kijiofizikia huturuhusu kujua hali ya hewa kwenye sayari yetu ilivyokuwa mamia ya milenia iliyopita. Kiwango cha joto kinakadiriwa kwa njia isiyo ya moja kwa moja na idadi ya isotopu za hidrojeni nzito na oksijeni. Kiwango cha ongezeko la joto duniani kwa sasa ni karibu 1° kwa mwaka.
Katika kipindi cha miaka 400,000 iliyopita, enzi 4 za barafu zimerekodiwa katikaDunia. Ongezeko la joto kali, ambalo lilianza takriban miaka elfu 12 iliyopita, lilisababisha usawa wa bahari kupanda kwa meta 50-100. Labda jambo hili lilielezewa katika Biblia kuwa Gharika.
Ongezeko la joto katika enzi ya kisasa huambatana na wastani wa mabadiliko ya joto ya kila mwaka ya nyuzi 2-3. Juu ya utegemezi uliojengwa, kuruka kwa joto la uso wa sayari huzingatiwa, muda ambao sio zaidi ya miaka 1000. Kuna mabadiliko katika mzunguko mdogo - kila baada ya miaka 100-200 na 1-2 °. Kama wanasayansi wanapendekeza, hii inatokana na mabadiliko ya kiwango cha methane na kaboni dioksidi katika angahewa.
Kasoro za nadharia
Katika miaka ya 60 na 70. Katika karne ya 20, wanasayansi walipata data mpya ya majaribio na mahesabu ambayo yalitofautiana na dhana ya mizunguko ya Milankovitch. Ina ukinzani ufuatao:
- Angahewa ya dunia si mara zote imekuwa ya uwazi kama ilivyo sasa. Hii inathibitishwa na tafiti za barafu huko Greenland na Antaktika. Kiasi kikubwa cha vumbi, ambacho kinahusishwa na shughuli za volkeno hai, kilionyesha joto la jua. Kwa sababu hiyo, uso wa sayari ulipoa.
- Kulingana na nadharia ya Milankovitch, barafu huko Greenland na Antaktika ilitokea kwa nyakati tofauti, lakini hii inakinzana na data ya paleontolojia.
- Upoaji wa kimataifa unapaswa kurudiwa kwa takriban vipindi sawa, lakini kwa kweli haukuwa katika enzi za Mesozoic na Juu, na katika Quaternary walifuatana moja baada ya nyingine.
Kasoro kuu ya nadharia hii ni kwambainategemea tu mambo ya astronomia, yaani mabadiliko ya mwendo wa dunia. Kwa kweli, kuna sababu zingine nyingi: tofauti katika uwanja wa sumakuumeme, uwepo wa maoni mengi katika mfumo wa hali ya hewa (utaratibu wa mwitikio wa resonance ambao hutokea kwa kukabiliana na athari za orbital), shughuli za tectonic (volcanism, shughuli za seismic), na hivi karibuni. karne nyingi, kipengele cha anthropogenic, yaani, athari za shughuli za kiuchumi za binadamu kwa asili.
