Chu kỳ Milankovitch là một trong những lý thuyết mà các nhà khoa học đã cố gắng giải thích sự tồn tại của các băng hà trong lịch sử Trái đất. Giả thuyết này còn được gọi là quỹ đạo hoặc thiên văn. Nó được đặt tên từ nhà khoa học khí hậu Nam Tư Milutin Milanković. Bất chấp số lượng lớn các mâu thuẫn trong lý thuyết này, nó đã hình thành cơ sở của cổ sinh vật học hiện đại.
Chuyển động của Trái đất
Như bạn đã biết, Trái đất quay quanh Mặt trời theo quỹ đạo hình elip và quanh trục của chính nó. Cái sau cũng thay đổi vị trí của nó do ảnh hưởng của lực hấp dẫn của mặt trăng. Trục của trái đất có một góc nghiêng nhất định, giống như các hành tinh khác trong hệ mặt trời. Nó mô tả một hình nón trong không gian. Hiệu ứng này được gọi là tuế sai. Một ví dụ điển hình để hình dung đặc điểm chuyển động của hành tinh là chuyển động quay của một con quay.
Khoảng thời gian của một cuộc cách mạng hoàn chỉnh xung quanh chu vi là khoảng 25.800 năm. Góc nghiêng của trục cũng thay đổi trong khoảng 22,1-24,5 ° sau mỗi 40.100 năm. Hiện tượng này được gọi là sự biến dạng.
Lập dị, hoặcmức độ nén của quỹ đạo Trái đất trong quá trình quay của Mặt trời thay đổi trong khoảng thời gian 90.800 năm. Khi nó tăng lên, hành tinh di chuyển ra khỏi ngôi sao và nhận ít bức xạ mặt trời hơn, và theo đó, nhiệt. Cũng có những giai đoạn khi độ dốc lớn nhất của Trái đất trùng với độ lệch tâm lớn nhất. Kết quả là làm mát toàn cầu.
Perihilion và Aphelion
Vì các hành tinh trong hệ Mặt Trời có ảnh hưởng lẫn nhau nên trục quỹ đạo Trái Đất khi chuyển động quanh Mặt Trời dần quay cùng chiều với quỹ đạo chuyển động. Kết quả là, điểm cận nhật bị dịch chuyển - điểm của quỹ đạo gần ngôi sao nhất và điểm cận nhật - điểm xa nhất. Các thông số này ảnh hưởng đến cường độ tác động của bức xạ mặt trời - bức xạ nhiệt, điện từ, tiểu thể. Tính theo tỷ lệ phần trăm, những dao động này là nhỏ, nhưng chúng ảnh hưởng đến sự nóng lên của bề mặt hành tinh.
Thiên văn học, địa vật lý và khí hậu học là những ngành khoa học với sự trợ giúp của các nhà khoa học nhằm thiết lập mối quan hệ giữa hoạt động mặt trời, những thay đổi thế tục về nhiệt độ trung bình hàng năm và khí hậu nói chung, cũng như giữa các yếu tố khác. Nhiệm vụ của họ không chỉ là xác định các mô hình tự nhiên mà còn dự đoán những thay đổi trong tương lai có thể ảnh hưởng đáng kể đến cuộc sống con người.
Chu kỳ Milankovitch là gì?
Khí hậu Trái đất đang thay đổi dưới tác động của các yếu tố nhân tạo và không nhân tạo. Nhóm thứ hai bao gồm các chuyển động kiến tạo của các mảng thạch quyển,dao động trong bức xạ mặt trời, hoạt động núi lửa và chu kỳ Milankovitch. Họ mô tả tác động của những thay đổi trong chuyển động của hành tinh đối với khí hậu của nó.
Năm 1939, Milankovitch lần đầu tiên đưa ra giả thuyết về sự phụ thuộc theo chu kỳ của các kỷ băng hà trong 500 nghìn năm qua. Ông đã tính toán động lực của những thay đổi trong bức xạ mặt trời, bao gồm bức xạ điện từ và phân tử, và giải thích nguyên nhân của sự băng hà trong kỷ Pleistocen. Theo ý kiến của ông, nó bao gồm việc thay đổi các thông số về quỹ đạo của hành tinh - độ lệch tâm, góc nghiêng của trục và vị trí của điểm cận nhật. Theo các định đề về lý thuyết của ông, sự băng hà do những yếu tố này gây ra lặp lại trong những khoảng thời gian ngắn và có thể được dự đoán trước.
Giả thuyết của ông được xây dựng dựa trên giả định rằng bầu khí quyển của hành tinh là trong suốt. Các biến thể của bức xạ mặt trời (sự cách ly) đã được ông tính toán cho vĩ độ 65 ° Bắc. Các phần thu được trên sơ đồ cách ly, tương ứng với bốn vùng băng, tương quan tốt với sơ đồ băng giá Alpine, do các nhà khoa học người Đức A. Penk và E. Brückner xây dựng.
Nhân tố chính và kỷ băng hà
Theo lý thuyết của Milankovitch, ba yếu tố quỹ đạo chính được liệt kê ở trên thường hoạt động theo các hướng khác nhau để ảnh hưởng của chúng không cộng lại. Kỷ băng hà tiếp theo đến khi chúng cộng dồn và củng cố lẫn nhau.
Mỗi người trong số họ xác định ảnh hưởng của Mặt trời đến Trái đất, đối với lượng bức xạ Mặt trời nhận được bởicác khu của hành tinh. Nếu nó giảm ở Bắc bán cầu, nơi tập trung phần lớn các sông băng, thì ngày càng nhiều tuyết tích tụ trên bề mặt mỗi năm. Sự gia tăng lớp phủ tuyết làm tăng sự phản chiếu của ánh sáng mặt trời, do đó góp phần làm cho hành tinh này nguội đi.
Quá trình này đang dần dần tăng lên, sự nguội lạnh toàn cầu bắt đầu, một kỷ băng hà khác bắt đầu. Vào cuối một chu kỳ như vậy, hiện tượng ngược lại được quan sát thấy. Theo dữ liệu khoa học, đỉnh điểm của việc làm lạnh trong kỷ băng hà cuối cùng là khoảng 18.000 năm trước.
Ảnh hưởng của tuế sai
Các nhà khoa học tin rằng chu kỳ tiền biến đổi rõ rệt nhất ở các hốc đá ở Bắc bán cầu. Bây giờ nó đang trong thời kỳ xen kẽ, sẽ kết thúc trong khoảng 9-10 nghìn năm. Trong thiên niên kỷ tới, mực nước biển có thể tiếp tục dâng cao do sự tan chảy của các sông băng. Và trước hết, điều này liên quan đến tảng băng Greenland - tảng băng lớn thứ hai sau băng ở Nam Cực.
Ngược lại, ở Nam bán cầu, kỷ nguyên "băng giá" hiện đang được quan sát thấy, nhưng vì ở đây ít đất hơn nhiều so với ở phía Bắc nên hiện tượng này có vẻ không quá sáng sủa.
Nếu ngày Đông chí rơi vào điểm cận nhật (nghĩa là độ nghiêng của trục quay của hành tinh theo hướng từ Mặt trời là cực đại), mùa đông sẽ dài hơn và lạnh hơn, còn mùa hè - nóng và ngắn. Ở bán cầu ngược lại, có mùa hè dài mát mẻ và mùa đông ấm áp ngắn. Sự khác biệt trong thời gian của các mùa này càng đáng chú ý, càng nhiềuquỹ đạo lệch tâm.
Nutation
Nutation liên quan đến những biến động ngắn hạn hơn về vị trí của trục trái đất. Độ lớn lớn nhất của biên độ là 18,6 năm.
Nutation dẫn đến sự thay đổi độ tương phản theo mùa của bức xạ mặt trời, nhưng lượng bức xạ mặt trời hàng năm không đổi. Sự gia tăng sự cách nhiệt vào mùa hè (thời tiết nóng hơn và khô hơn) được bù đắp bởi sự giảm sút của nó vào mùa đông.
Thay đổi hình dạng quỹ đạo
Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời phụ thuộc vào độ dài quỹ đạo của hành tinh. Chênh lệch giữa các điểm cực viễn là 4,7 triệu km. Trong thời đại có độ lệch tâm nhỏ, hành tinh nhận được nhiều bức xạ mặt trời hơn, ranh giới phía trên của bầu khí quyển nóng lên nhiều hơn và ngược lại.
Độ lệch tâm thay đổi tổng bức xạ mặt trời hàng năm, nhưng sự khác biệt này là nhỏ. Trong suốt một triệu năm qua, nó đã không vượt quá 0,2%. Hiệu ứng lớn nhất xảy ra khi độ lệch tâm lớn nhất trùng với độ nghiêng lớn nhất của trục Trái đất.
Lịch sử thay đổi khí hậu của Trái đất
Phương pháp nghiên cứu địa vật lý hiện đại cho phép chúng ta tìm ra khí hậu trên hành tinh của chúng ta hàng trăm thiên niên kỷ trước. Nhiệt độ được ước tính gián tiếp bởi số lượng đồng vị của hydro và oxy nặng. Tốc độ nóng lên toàn cầu hiện vào khoảng 1 ° mỗi năm.
Trong 400.000 năm qua, 4 kỷ băng hà đã được ghi nhận trongTrái đất. Một đợt nóng lên mạnh, bắt đầu khoảng 12 nghìn năm trước, khiến mực nước đại dương dâng cao từ 50-100 m. Có lẽ hiện tượng này được mô tả trong Kinh thánh là Trận lụt.
Nóng lên trong thời kỳ hiện đại đi kèm với sự dao động nhiệt độ trung bình hàng năm từ 2-3 độ. Trên các yếu tố phụ thuộc được xây dựng, nhiệt độ của bề mặt hành tinh được ghi nhận, khoảng thời gian không quá 1000 năm. Có những dao động trong một chu kỳ nhỏ hơn - cứ sau 100-200 năm giảm 1-2 °. Theo các nhà khoa học gợi ý, điều này là do sự dao động của lượng khí mê-tan và carbon dioxide trong khí quyển.
Flaws of theory
Vào những năm 60 và 70. Trong thế kỷ 20, các nhà khoa học đã thu được dữ liệu thực nghiệm và tính toán mới khác với khái niệm chu kỳ Milankovitch. Nó chứa đựng những mâu thuẫn sau:
- Bầu khí quyển của Trái đất không phải lúc nào cũng trong suốt như bây giờ. Điều này được xác nhận bởi các nghiên cứu về băng ở Greenland và Nam Cực. Một lượng lớn bụi, có lẽ liên quan đến hoạt động núi lửa đang hoạt động, phản xạ nhiệt mặt trời. Kết quả là, bề mặt của hành tinh nguội đi.
- Theo lý thuyết của Milankovitch, băng hà ở Greenland và Nam Cực xảy ra vào những khoảng thời gian khác nhau, nhưng điều này trái ngược với dữ liệu cổ sinh vật học.
- Sự nguội lạnh toàn cầu nên được lặp lại với những khoảng thời gian xấp xỉ bằng nhau, nhưng trên thực tế, chúng không phải ở kỷ Mesozoi và Đệ tam, và trong Đệ tứ chúng nối tiếp nhau.
Hạn chế chính của lý thuyết này lànó chỉ dựa trên các yếu tố thiên văn, cụ thể là sự thay đổi chuyển động của trái đất. Trên thực tế, có nhiều lý do khác: sự biến đổi trong trường địa từ, sự hiện diện của nhiều phản hồi trong hệ thống khí hậu (cơ chế phản ứng cộng hưởng xảy ra để phản ứng với các tác động quỹ đạo), hoạt động kiến tạo (núi lửa, hoạt động địa chấn), và gần đây thế kỷ, thành phần do con người gây ra, tức là tác động của hoạt động kinh tế của con người lên tự nhiên.
