Milankovitch-cycli Hoe de aarde en de zon op elkaar inwerken

Hoewel we allemaal bekend zijn met de aardas die naar de Noordster (Polaris) wijst onder een hoek van 23,45 ° en dat de aarde zich op ongeveer 91-94 miljoen mijl van de zon bevindt, zijn deze feiten niet absoluut of constant. De interactie tussen de aarde en de zon, bekend als baanvariatie, verandert en is veranderd in de 4,6 miljard jaar geschiedenis van onze planeet.

Excentriciteit

Excentriciteit is de verandering in de vorm van de baan van de aarde rond de zon. Momenteel is de baan van onze planeet bijna een perfecte cirkel. Er is slechts ongeveer 3% verschil in afstand tussen de tijd dat we het dichtst bij de zon zijn (perihelium) en de tijd 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 4 juli staat de aarde op 94,5 miljoen mijl van de zon.

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 veel ontvangen niet verandert, zou een groter verschil de hoeveelheid ontvangen zonne-energie wijzigen en zou perihelion een veel warmere tijd van het jaar maken dan aphelion.

schuinheid

Tijdens een cyclus van 42.000 jaar wiebelt de aarde en varieert de hoek van de as ten opzichte van het omwentelingsvlak rond de zon tussen 22,1 ° en 24,5 °. Minder hoek dan onze huidige 23,45 ° betekent minder seizoensgebonden verschillen tussen de noordelijke en zuidelijke hemisferen, terwijl een grotere hoek grotere seizoensverschillen betekent (d.w.z. een warmere zomer en koelere winter).

precessie

Over 12.000 jaar ervaart het noordelijk halfrond de zomer in december en de winter in juni omdat de as van de aarde naar de ster Vega zal wijzen in plaats van de huidige uitlijning met de noordster of polaris. Deze seizoensgebonden omkering zal niet plotseling plaatsvinden, maar de seizoenen zullen geleidelijk over duizenden jaren verschuiven.

Milankovitch cycli

Astronoom Milutin Milankovitch ontwikkelde de wiskundige formules waarop deze baanvariaties zijn gebaseerd. Hij veronderstelde dat wanneer sommige delen van de cyclische variaties worden gecombineerd en tegelijkertijd optreden, ze verantwoordelijk zijn voor grote veranderingen in het klimaat op aarde (zelfs ijstijden). Milankovitch schatte klimatologische schommelingen in de afgelopen 450.000 jaar en beschreef koude en warme periodes. Hoewel hij zijn werk deed in de eerste helft van de 20e eeuw, werden de resultaten van Milankovich pas in de jaren 1970 bewezen.

Een studie uit 1976, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap onderzocht diepzeesedimentkernen en ontdekte dat de theorie van Milankovitch overeenkwam met perioden van klimaatverandering. Er waren inderdaad ijstijden opgetreden 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. De atmosfeer: een inleiding tot meteorologie.