Milankovićevi ciklusi su i danas naučni standard!
U početku je Milankovićevo delo važilo za nečitljivo, sa brojnim izazovima suočava se i danas, ali je uprkos svemu
ostalo je standard za astronomsko objašnjenje ledenih doba. Evo šta treba da znate o Milankovićevoj teoriji.
Prve hipoteze o ledenim dobima pojavile su se sredinom devetnaestog veka. Naučnici su posmatrali glečere i posledice koje posmatra njihovo topljenje.
Džejms Krol je tokom 1864-1875. objavljivao radove za koje se smatra da predstavljaju prvu ozbiljnu astronomsku teoriju ledenih doba, tako što je uključio promenu precesije i ekscentriciteta orbite Zemlje u razmatranje. Krol je radio sa astronomskim proračunima Leverijea za proteklih 100.000 godina. Ipak, podaci koje daje Krolova teorija se nisu poklopili sa vremenima ledenih doba poznatim u to vreme.
Milutin Milanković (1879-1958) je na astronomskoj teoriji radio 30 godina. On je u svojim proračunima (u vreme Prvog svetskog rata) krenuo od pretpostavki da klima zavisi od količine Sunčevog zračenja koju primaju različiti delovi Zemljine lopte, i da ova veličina zračenja zavisi od rastojanja do Sunca i položaja Zemlje u prostoru (uključujući nagib ose). Upotrebivši matematičke proračune orbitalnih parametara Ludvika Pilgrima datih za proteklih milion godina, Milanković je utvrdio 3 osnovna elementa koji se periodično menjaju kroz istoriju.
Promene ovih elemenata on dovodi u vezu sa promenom klime. To su:
Upotrebio je osnovne modele atmosfere, bilansa energije atmosfere i provođenja toplote kroz zemlju, zanemarujući turbulenciju i kompleksnosti klimatskog sistema.
Zbog pojednostavljivanja, albedo Zemlje je uzeo kao konstantu. Milanković kaže da je problem nelinearne prirode, te da se sa više prisutnih ledenih površina povećava odbijanje Sunčevog svetla, a sa manje ledenih pokrivača povećava apsorpcija.
Milanković računa osunčavanje upotrebljavajući solarnu konstantu i integrišući obdanice u određenim intervalima. Da bi obavio ovaj računski zadatak, a i druge zadatke do tada, bila su neophodna pojednostavljivanja računskog procesa, integrala i razvijanje u približne oblike. Primenom mehaničkih računskih mašina je ostvario numeričke rezultate o osunčavanju u toku više desetina hiljada godina, pa zatim i do 650 000 godina unazad.
Milanković je podrobno ispitao istoriju otkrića ledenih doba i sve argumente i nalaze. S punom nadom da njegova teorija neće naći na prepreke, izneo je numerička izračunavanja proseka osunčavanja i grafike krivih koje su postale poznate kao krive osunčavanja. Krive su bile izračunate za 3 geografske širine (55°, 60°, 65°), u prvi mah.
Milanković je pridao značaj krivi osunčavanja na 65°N geografske širine u toku leta. Pretpostavio je da se osunčavanje postiže najveći efekat na glacijaciju ako se izmeni nivo zračenja u toku leta. U toku hladnog leta se ne otopi sav sneg iz prethodne zime. Led se lakše topi nego li akumulira, usled čega postoji trend naglog topljenja (deglacijacije), ali spore glacijacije. Savet za pretpostavku o letu, Milanković je dobio od matematičara Kepena.
Krive osunčavanja prikazuju periodične promene pod imenom Milankovićevi ciklusi, koji su postali de-facto standard za astronomsko objašnjenje ledenih doba. Krive su objavljivane u člancima od 1923-1938. godine koje danas nalazimo objedinjene u delu pod naslovom “Kanon osunčavanja Zemlje” iz 1941. godine.
Rezultati iz Kanona su poređeni sa rezultatima iz geologije tokom decenija koje su usledile. Prva istraživanja su se zasnivala većim delom na krupnim elementima pejzaža, granicama glečera, nanosima koje su ostavljali glečeri, objašnjavanju terasa. Drugi veliki talas istraživanja se zasnivao na nalazima sedimenata – na njihovim fizičkim, hemijskim, biološkim konstituentima. Treći talas bila je upotreba izotopske tehnike koja se usavršava i danas. Četvrti veliki talas je bilo otkriće vremenske skale zasnovane na novootkrivenim geomagnetnim reverzijama. Ključ za tumačenje sedimenata koji sadrže svedočanstva o ledenim dobima su bili izučavanje izotopa, te astronomska i astrofizička istraživanja.
“Kanon Osunčavanja” je iz prve bilo “slabo poznato i nečitljivo delo” koje je ponajviše osporavano pred kraj života Milutina Milankovića. Ipak, 1976. godine je teorija dobila savremeni izgled i renome sa radom Hejsa, Imbrija i Šekltona “Varijacije u Zemljinoj orbiti: tempaš ledenih doba”.
Milankovićevi ciklusi se u nekoj meri reflektuju u klimatskim ciklusima. Astronomska teorija ledenih doba nailazi na dokaze u geologiji, biologiji i drugim studijama. Konačnu potvrdu dobija sa CLIMAP projektom (Climate Mapping, Analysis and Prediction) koji je izvođen od 1971-1976. godine. Metode koje su rađene su:
Projekat CLIMAP je izneo neke malo drugačije podatke o ledenim dobima, ali je praktično potvrdio koncepte Milankovićeve teorije:
U početku je Milankovićevo delo važilo za nečitljivo, sa brojnim izazovima suočava se i danas, ali je uprkos svemu
ostalo je standard za astronomsko objašnjenje ledenih doba. Evo šta treba da znate o Milankovićevoj teoriji.
Prve hipoteze o ledenim dobima pojavile su se sredinom devetnaestog veka. Naučnici su posmatrali glečere i posledice koje posmatra njihovo topljenje.
Džejms Krol je tokom 1864-1875. objavljivao radove za koje se smatra da predstavljaju prvu ozbiljnu astronomsku teoriju ledenih doba, tako što je uključio promenu precesije i ekscentriciteta orbite Zemlje u razmatranje. Krol je radio sa astronomskim proračunima Leverijea za proteklih 100.000 godina. Ipak, podaci koje daje Krolova teorija se nisu poklopili sa vremenima ledenih doba poznatim u to vreme.
Milutin Milanković (1879-1958) je na astronomskoj teoriji radio 30 godina. On je u svojim proračunima (u vreme Prvog svetskog rata) krenuo od pretpostavki da klima zavisi od količine Sunčevog zračenja koju primaju različiti delovi Zemljine lopte, i da ova veličina zračenja zavisi od rastojanja do Sunca i položaja Zemlje u prostoru (uključujući nagib ose). Upotrebivši matematičke proračune orbitalnih parametara Ludvika Pilgrima datih za proteklih milion godina, Milanković je utvrdio 3 osnovna elementa koji se periodično menjaju kroz istoriju.
Promene ovih elemenata on dovodi u vezu sa promenom klime. To su:
- periodična promena položaja Zemljine ose – precesije za ciklus od 22.000 godina
- periodična promena eksentriciteta orbite od 105.000 godina
- periodična promena nagiba ekliptike od 41.000 godina
Upotrebio je osnovne modele atmosfere, bilansa energije atmosfere i provođenja toplote kroz zemlju, zanemarujući turbulenciju i kompleksnosti klimatskog sistema.
Zbog pojednostavljivanja, albedo Zemlje je uzeo kao konstantu. Milanković kaže da je problem nelinearne prirode, te da se sa više prisutnih ledenih površina povećava odbijanje Sunčevog svetla, a sa manje ledenih pokrivača povećava apsorpcija.
Milanković računa osunčavanje upotrebljavajući solarnu konstantu i integrišući obdanice u određenim intervalima. Da bi obavio ovaj računski zadatak, a i druge zadatke do tada, bila su neophodna pojednostavljivanja računskog procesa, integrala i razvijanje u približne oblike. Primenom mehaničkih računskih mašina je ostvario numeričke rezultate o osunčavanju u toku više desetina hiljada godina, pa zatim i do 650 000 godina unazad.
Milanković je podrobno ispitao istoriju otkrića ledenih doba i sve argumente i nalaze. S punom nadom da njegova teorija neće naći na prepreke, izneo je numerička izračunavanja proseka osunčavanja i grafike krivih koje su postale poznate kao krive osunčavanja. Krive su bile izračunate za 3 geografske širine (55°, 60°, 65°), u prvi mah.
Milanković je pridao značaj krivi osunčavanja na 65°N geografske širine u toku leta. Pretpostavio je da se osunčavanje postiže najveći efekat na glacijaciju ako se izmeni nivo zračenja u toku leta. U toku hladnog leta se ne otopi sav sneg iz prethodne zime. Led se lakše topi nego li akumulira, usled čega postoji trend naglog topljenja (deglacijacije), ali spore glacijacije. Savet za pretpostavku o letu, Milanković je dobio od matematičara Kepena.
Krive osunčavanja prikazuju periodične promene pod imenom Milankovićevi ciklusi, koji su postali de-facto standard za astronomsko objašnjenje ledenih doba. Krive su objavljivane u člancima od 1923-1938. godine koje danas nalazimo objedinjene u delu pod naslovom “Kanon osunčavanja Zemlje” iz 1941. godine.
Rezultati iz Kanona su poređeni sa rezultatima iz geologije tokom decenija koje su usledile. Prva istraživanja su se zasnivala većim delom na krupnim elementima pejzaža, granicama glečera, nanosima koje su ostavljali glečeri, objašnjavanju terasa. Drugi veliki talas istraživanja se zasnivao na nalazima sedimenata – na njihovim fizičkim, hemijskim, biološkim konstituentima. Treći talas bila je upotreba izotopske tehnike koja se usavršava i danas. Četvrti veliki talas je bilo otkriće vremenske skale zasnovane na novootkrivenim geomagnetnim reverzijama. Ključ za tumačenje sedimenata koji sadrže svedočanstva o ledenim dobima su bili izučavanje izotopa, te astronomska i astrofizička istraživanja.
“Kanon Osunčavanja” je iz prve bilo “slabo poznato i nečitljivo delo” koje je ponajviše osporavano pred kraj života Milutina Milankovića. Ipak, 1976. godine je teorija dobila savremeni izgled i renome sa radom Hejsa, Imbrija i Šekltona “Varijacije u Zemljinoj orbiti: tempaš ledenih doba”.
Milankovićevi ciklusi se u nekoj meri reflektuju u klimatskim ciklusima. Astronomska teorija ledenih doba nailazi na dokaze u geologiji, biologiji i drugim studijama. Konačnu potvrdu dobija sa CLIMAP projektom (Climate Mapping, Analysis and Prediction) koji je izvođen od 1971-1976. godine. Metode koje su rađene su:
- izotopsko proučavanje ljuštura foraminiferske vrste Globigerina bulloides
- statistička analiza zastupljenosti radiolarijskih asocijacija
- zastupljenost radiolarijske vrste Cyclocladophora dovisiana koja je osetljiva na klimatske promene
- zastupljenost kokolitske vrste Pseudoemiliania lacunosa i radiolarije Stylatractus universus
Projekat CLIMAP je izneo neke malo drugačije podatke o ledenim dobima, ali je praktično potvrdio koncepte Milankovićeve teorije:
- klima za poslednjih 500.000 godina varira periodično u ciklusima od 23.000, 42.000, i oko 100.000 godina. Ovi ciklusi odgovaraju periodima varijacije Zemljine orbite, a utiču na klimatske promene intenzitetom 10%, 25%, 50%
- klimatska komponenta ciklusa od 42.000 godina odgovara promenama nagiba Zemljine ose
- klimatska komponenta ciklusa od 23.000 godina odgovara promenama precesije
- dominantna klimatska komponenta od oko 100.000 godina odgovara ekscentricitetu Zemljine putanje
